KR102135273B1 - 4륜 구동 차량 - Google Patents

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KR102135273B1
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료헤이 유아사
사토시 이시다
쇼타 무라이
다이토 고토
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

[과제] 주행 시에 차륜간에 속도차가 있는 경우라도 맞물림식 클러치를 비맞물림 상태로부터 맞물림 상태로 원활하게 전환할 수 있는 4륜 구동 차량을 제공한다.
[해결 수단] 제 1 맞물림식 클러치(24)를 비맞물림 상태로부터 맞물림 상태로 전환할 때에는, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)과의 회전 속도차(Vs)가 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)을 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결할 수 있으므로, 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 맞물림 이빨(42c)을 맞물리게 할 때에 회전 속도차(Vs)가 전환 가능 영역(Sok) 내가 된다. 이에 따라, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때라도 제 1 맞물림식 클러치(24)를 비맞물림 상태로부터 맞물림 상태로 원활하게 전환할 수 있다.

Description

4륜 구동 차량{FOUR WHEEL DRIVE VEHICLE}
본 발명은, 맞물림식 클러치를 비맞물림 상태와 맞물림 상태로 전환함으로써, 구동력원으로부터 좌우 한 쌍의 주(主)구동륜으로 구동력을 전달하는 2륜 구동 상태와 상기 구동력원으로부터 좌우 한 쌍의 부구동륜으로도 구동력을 전달하는 4륜 구동 상태를 선택적으로 전환하는 4륜 구동 차량에 관한 것으로서, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때에도 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 원활하게 전환할 수 있는 기술에 관한 것이다.
(a) 구동력원으로부터 좌우 한 쌍의 주구동륜으로 구동력을 전달하는 2륜 구동 상태와 상기 구동력원으로부터 좌우 한 쌍의 부구동륜으로도 구동력을 전달하는 4륜 구동 상태가 선택적으로 전환 가능한 4륜 구동 차량에 있어서, (b) 상기 2륜 구동 상태에서는, 상기 4륜 구동 상태에 있어서 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜으로 구동력을 전달하기 위한 동력 전달 부재를, 상기 구동력원 및 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜으로부터 각각 분리하는 것이 가능한 디스커넥트 기능 부가 4륜 구동 차량이 알려져 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 4륜 구동 차량이 그것이다. 또한, 특허 문헌 1의 4륜 구동 차량에는, 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜의 각각에 연결된 좌우 한 쌍의 제어 커플링과, 상기 좌우 한 쌍의 제어 커플링의 사이에 배치하여 마련되어 그들 좌우 한 쌍의 제어 커플링에 연결된 중앙 차축과, 상기 중앙 차축과 상기 동력 전달 부재와의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 맞물림식 클러치가 구비되어 있으며, 상기 맞물림식 클러치에 마련되어 서로 맞물리는 구동력원측 맞물림 이빨과 부구동륜측 맞물림 이빨에는, 각각 편(片)챔퍼가 형성되어 있다.
일본공개특허 특개2017-1447호 공보
그런데, 특허 문헌 1과 같은 4륜 구동 차량에서는, 상기 맞물림식 클러치의 상기 구동력원측 맞물림 이빨 및 상기 부구동륜측 맞물림 이빨에, 상기 동력 전달 부재의 회전 속도가 상기 중앙 차축의 회전 속도보다 클 때에, 즉 상기 구동력원측 맞물림 이빨의 회전 속도가 상기 부구동륜측 맞물림 이빨의 회전 속도보다 클 때에, 서로 맞물리도록 편챔퍼를 형성하면, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때에 상기 맞물림식 클러치에 있어서 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 맞물리지 않는 비맞물림 상태로부터 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 맞물리는 맞물림 상태로 원활하게 전환할 수 없는 경우가 있다. 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때 예를 들면 차량 선회 시에는, 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜의 외륜측의 부구동륜의 회전 속도에 대한 상기 동력 전달 부재의 회전 속도의 제 1 회전 속도차가 직진 시에 비해 작거나 혹은 부(負)가 되어, 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜의 내륜측의 부구동륜의 회전 속도에 대한 상기 동력 전달 부재의 회전 속도의 제 2 회전 속도차가 직진 시에 비해 커진다. 이 때문에, 차량 선회 시에, 상기 좌우 한 쌍의 제어 커플링의 외륜측의 제어 커플링을 선택하여 상기 외륜측의 부구동륜을 상기 중앙 차축에 연결하면, 예를 들면 상기 제 1 회전 속도차가 부가 되는 경우에는, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환할 수 없는 경우가 있다. 또한, 차량 선회 시에, 상기 좌우 한 쌍의 제어 커플링의 내륜측의 제어 커플링을 선택하여 상기 내륜측의 부구동륜을 상기 중앙 차축에 연결하면, 예를 들면 상기 제 2 회전 속도차가 비교적 크게 되어 있는 경우에는, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환할 때에 운전자에게 알 수 있을 정도의 전환음이 발생해버리는 경우가 있다.
본 발명은, 이상의 사정을 배경으로 하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있는 경우라도 맞물림식 클러치를 비맞물림 상태로부터 맞물림 상태로 원활하게 전환할 수 있는 4륜 구동 차량을 제공하는 것에 있다.
제 1 발명의 요지로 하는 바는, (a) 구동력원으로부터 좌우 한 쌍의 주구동륜으로 구동력을 전달하는 2륜 구동 상태와 상기 구동력원으로부터 좌우 한 쌍의 부구동륜으로도 구동력을 전달하는 4륜 구동 상태가 선택적으로 전환 가능하며, 상기 2륜 구동 상태에서는, 상기 4륜 구동 상태에 있어서 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜으로 구동력을 전달하기 위한 동력 전달 부재를, 상기 구동력원 및 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜으로부터 각각 분리할 수 있는 디스커넥트 기능 부가 4륜 구동 차량으로서, (b) 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜의 각각에 연결된 좌우 한 쌍의 제어 커플링과, 상기 좌우 한 쌍의 제어 커플링의 사이에 배치하여 마련되며, 그들 좌우 한 쌍의 제어 커플링에 연결된 중앙 차축과, 상기 구동력원과 상기 동력 전달 부재와의 사이의 동력 전달 경로 또는 상기 동력 전달 부재와 상기 중앙 차축과의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 맞물림식 클러치와, 제어 장치가 구비되고, (c) 상기 맞물림식 클러치는, 상기 구동력원에 동력 전달 가능하게 연결된 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜에 동력 전달 가능하게 연결된 부구동륜측 맞물림 이빨을 구비하며, (d) 상기 구동력원측 맞물림 이빨 및 상기 부구동륜측 맞물림 이빨에는, 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 접근하여 각각의 선단부가 맞닿은 경우에 있어서, 상기 구동력원측 맞물림 이빨의 회전 속도가 상기 부구동륜측 맞물림 이빨의 회전 속도보다 클 때에, 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 서로 맞물리도록 편챔퍼가 형성되어 있으며, (e) 상기 제어 장치는, 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 맞물리지 않는 비맞물림 상태로부터 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 맞물리는 맞물림 상태로 전환하는 전환 요구가 있었을 때에 있어서, 상기 좌우 한 쌍의 제어 커플링의 일방에 의해 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜의 일방을 상기 중앙 차축에 연결시킨 경우에 있어서의 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨과의 제 1 회전 속도차와, 상기 좌우 한 쌍의 제어 커플링의 타방에 의해 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜의 타방을 상기 중앙 차축에 연결시킨 경우에 있어서의 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨과의 제 2 회전 속도차를 연산하고, (f) 연산된 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 중 적어도 일방의 회전 속도차가 미리 설정된 소정 범위 내에 있는 경우에는, 상기 회전 속도차가 상기 소정 범위 내가 되는 상기 부구동륜을 상기 제어 커플링에 의해 상기 중앙 차축에 연결하여, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환하며, (g) 연산된 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 모두가 상기 소정 범위 내에 없는 경우에는, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환하는 전환을 금지하는 것에 있다.
제 1 발명에 의하면, (e) 상기 제어 장치는, 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 맞물리지 않는 비맞물림 상태로부터 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 맞물리는 맞물림 상태로 전환하는 전환 요구가 있었을 때에 있어서, 상기 좌우 한 쌍의 제어 커플링의 일방에 의해 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜의 일방을 상기 중앙 차축에 연결시킨 경우에 있어서의 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨과의 제 1 회전 속도차와, 상기 좌우 한 쌍의 제어 커플링의 타방에 의해 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜의 타방을 상기 중앙 차축에 연결시킨 경우에 있어서의 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨과의 제 2 회전 속도차를 연산하고, (f) 연산된 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 중 적어도 일방의 회전 속도차가 미리 설정된 소정 범위 내에 있는 경우에는, 상기 회전 속도차가 상기 소정 범위 내가 되는 상기 부구동륜을 상기 제어 커플링에 의해 상기 중앙 차축에 연결하여, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환하며, (g) 연산된 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 모두가 상기 소정 범위 내에 없는 경우에는, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환하는 전환을 금지한다. 이 때문에, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환할 때에는, 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨과의 회전 속도차가 상기 소정 범위 내가 되는 상기 부구동륜을 상기 제어 커플링에 의해 상기 중앙 차축에 연결할 수 있으므로, 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨을 맞물리게 할 때에 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨과의 회전 속도차가, 상기 소정 범위 내가 되어 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 원활하게 전환하는 것이 가능한 회전 속도차가 된다. 이에 따라, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때라도 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 원활하게 전환할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적합하게 적용된 4륜 구동 차량의 구성을 개략적으로 설명하는 골자도이다.
도 2는 도 1의 4륜 구동 차량에 마련된 트랜스퍼의 구성을 설명하는 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 트랜스퍼에 마련된 제 1 래칫 기구를 설명하는 도이며, 도 4에 나타내는 후륜용 구동력 배분 유닛에 마련된 제 2 래칫 기구도 설명하는 도이다.
도 4는 도 1의 4륜 구동 차량에 마련된 후륜용 구동력 배분 유닛의 일부의 구성을 설명하는 단면도이다.
도 5는 도 2의 V-V에서 본 단면도이다.
도 6은 도 1의 4륜 구동 차량의 전자 제어 장치에 구비된 제어 기능의 주요부를 설명하는 기능 블록선도이다.
도 7은 도 6의 전자 제어 장치에 구비된 4WD 전환 판정부 및 차륜 선택부에서 이용되는 맵의 일례를 나타내는 도이다.
도 8은 도 7의 맵에 있어서 제 1 외륜선 내지 제 4 외륜선과 제 1 내륜선 내지 제 4 내륜선이 나타내어진 도이다.
도 9는 도 7의 맵에 있어서 제 1 직경차 선으로부터 제 7 직경차 선이 나타내어진 도이다.
도 10은 도 1의 전자 제어 장치에 있어서, 2륜 구동 주행 중에 있어서 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 전환될 때까지의 작동의 일례를 설명하는 플로우 차트이다.
도 11은 도 10의 플로우 차트에 나타내는 S7이 실행된 경우, 즉 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 전환하는 전환 제어 시퀀스가 실행된 경우의 타임 차트를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예 즉 실시예 2를 나타내는 도이며, 4륜 구동 차량의 구성을 개략적으로 설명하는 골자도이다.
도 13은 도 12의 4륜 구동 차량에 마련된 트랜스퍼의 구성을 설명하는 단면도이다.
도 14는 도 12의 4륜 구동 차량에 마련된 후륜용 구동력 배분 유닛의 일부의 구성을 설명하는 단면도이다.
도 15는 도 14의 XV-XV에서 본 단면도이다.
도 16은 도 12의 4륜 구동 차량의 전자 제어 장치에 구비된 제어 기능의 주요부를 설명하는 기능 블록선도이다.
도 17은 도 16의 전자 제어 장치에 구비된 4WD 전환 판정부 및 차륜 선택부에서 이용되는 맵의 일례를 나타내는 도이다.
도 18은 도 12의 전자 제어 장치에 있어서, 2륜 구동 주행 중에 있어서 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 전환될 때까지의 작동의 일례를 설명하는 플로우 차트이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예 즉 실시예 3을 나타내는 도이며, 4륜 구동 차량의 구성을 개략적으로 설명하는 골자도이다.
도 20은 도 19의 4륜 구동 차량의 전자 제어 장치에 구비된 제어 기능의 주요부를 설명하는 기능 블록선도이다.
본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 모두가 상기 소정 범위 내에 있는 경우에는, 미리 정해진 설정 회전 속도차와 상기 제 1 회전 속도차와의 차, 및 상기 설정 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차와의 차 중 작은 쪽의 차에 대응하는 상기 제 1 회전 속도차 또는 상기 제 2 회전 속도차를 선택하고, 그 선택한 회전 속도차가 되는 상기 부구동륜을 상기 제어 커플링에 의해 상기 중앙 차축에 연결한다. 이 때문에, 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨과의 회전 속도차가 상기 설정 회전 속도차에 비교적 가까운 상기 부구동륜을 상기 제어 커플링에 의해 상기 중앙 차축에 연결할 수 있으므로, 차량의 선회 주행 시에 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 보다 원활하게 전환할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 모두가 상기 소정 범위 내에 없는 경우라도, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환할 필요가 있다고 판정되는 경우에는, 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 중 큰 쪽의 회전 속도차가 되는 상기 부구동륜을 상기 제어 커플링에 의해 상기 중앙 차축에 연결한다. 이 때문에, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환할 필요가 있는 경우에, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, (a) 상기 맞물림식 클러치는, 상기 구동력원과 상기 동력 전달 부재와의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하고, (b) 상기 동력 전달 부재와 상기 중앙 차축과의 사이의 동력 전달 경로에는, 그 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 제 1 클러치가 마련되어 있으며, (c) 상기 제어 장치는, 상기 제어 커플링에 의해 상기 부구동륜이 상기 중앙 차축에 연결되면, 상기 맞물림식 클러치를 제어하여 상기 구동력원과 상기 동력 전달 부재와의 사이의 동력 전달 경로를 접속하고, 상기 제 1 클러치를 제어하여 상기 동력 전달 부재와 상기 중앙 차축과의 사이의 동력 전달 경로를 접속한다. 이 때문에, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때라도 상기 4륜 구동 차량을 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 원활하게 전환할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, (a) 상기 제 1 클러치에는, 상기 동력 전달 부재에 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 회전 부재의 회전 속도와 상기 중앙 차축에 동력 전달 가능하게 연결된 제 2 회전 부재의 회전 속도를 동기시키는 제 1 동기 기구가 구비되어 있으며, (b) 상기 제어 장치는, 상기 제어 커플링에 의해 상기 부구동륜이 상기 중앙 차축에 연결되고, 상기 제 1 동기 기구에 의해 상기 제 1 회전 부재의 회전 속도와 상기 제 2 회전 부재의 회전 속도가 동기되면, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환한다. 이 때문에, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때라도 상기 4륜 구동 차량을 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 보다 원활하게 전환할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, (a) 상기 맞물림식 클러치는, 상기 동력 전달 부재와 상기 중앙 차축과의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하고, (b) 상기 구동력원과 상기 동력 전달 부재와의 사이의 동력 전달 경로에는, 그 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 제 2 클러치가 마련되어 있으며, (c) 상기 제어 장치는, 상기 제어 커플링에 의해 상기 부구동륜이 상기 중앙 차축에 연결되면, 상기 맞물림식 클러치를 제어하여 상기 동력 전달 부재와 상기 중앙 차축과의 사이의 동력 전달 경로를 접속하고, 상기 제 2 클러치를 제어하여 상기 구동력원과 상기 동력 전달 부재와의 사이의 동력 전달 경로를 접속한다. 이 때문에, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때라도 상기 4륜 구동 차량을 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 원활하게 전환할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, (a) 상기 제 2 클러치에는, 상기 구동력원에 동력 전달 가능하게 연결된 제 3 회전 부재의 회전 속도와 상기 동력 전달 부재에 동력 전달 가능하게 연결된 제 4 회전 부재의 회전 속도를 동기시키는 제 2 동기 기구가 구비되어 있으며, (b) 상기 제어 장치는, 상기 제어 커플링에 의해 상기 부구동륜이 상기 중앙 차축에 연결되고, 상기 제 2 동기 기구에 의해 상기 제 3 회전 부재의 회전 속도와 상기 제 4 회전 부재의 회전 속도가 동기되면, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환한다. 이 때문에, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때라도 상기 4륜 구동 차량을 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 보다 원활하게 전환할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 있어서 도면은 적절히 간략화 혹은 변형되어 있으며, 각 부(部)의 치수비 및 형상 등은 반드시 정확하게 그려져 있지는 않다.
[실시예 1]
도 1은, 본 발명이 적합하게 적용된 4륜 구동 차량(10)의 구성을 개략적으로 설명하는 골자도이다. 도 1에 있어서, 4륜 구동 차량(10)은, 엔진(12)을 구동력원으로 하고, 그 엔진(12)의 구동력을 주구동륜에 대응하는 좌우 한 쌍의 전륜(14L, 14R)에 전달하는 제 1 동력 전달 경로와, 엔진(12)의 구동력을 부구동륜에 대응하는 좌우 한 쌍의 후륜(16L, 16R)에 전달하는 제 2 동력 전달 경로를 구비하고 있는 FF 베이스의 4륜 구동 장치를 구비하고 있다. 이 4륜 구동 차량(10)의 2륜 구동 상태에서는, 엔진(12)으로부터 자동 변속기(18)를 통하여 전달된 구동력이 전륜용 구동력 배분 유닛(20) 및 좌우 한 쌍의 전륜 차축(22L, 22R)을 지나 좌우 한 쌍의 전륜(14L, 14R)으로 전달된다. 이 2륜 구동 상태에서는, 적어도 제 1 맞물림식 클러치(맞물림식 클러치)(24)가 해방되어, 트랜스퍼(26), 프로펠러 샤프트(동력 전달 부재)(28), 후륜용 구동력 배분 유닛(30), 및 후륜(16L, 16R)으로는 엔진(12)으로부터의 구동력이 전달되지 않는다. 그러나, 4륜 구동 상태에서는, 상기 2륜 구동 상태에 더해, 제 1 맞물림식 클러치(24) 및 제 2 맞물림식 클러치(제 1 클러치)(32)가 모두 계합(engaging)됨과 함께, 좌측 제어 커플링(제어 커플링)(34L)에 의해 후륜 차축(36L) 및 후륜(16L)으로의 전달 토크가 제어되고, 또한 우측 제어 커플링(제어 커플링)(34R)에 의해 후륜 차축(36R) 및 후륜(16R)으로의 전달 토크가 제어되도록 되어 있다. 또한, 도 1에서는 도면에 나타내지는 않았지만, 엔진(12)과 자동 변속기(18)와의 사이에는, 유체 전동 장치인 토크 컨버터 혹은 클러치가 마련되어 있다.
차동 기어 장치로 구성되는 전륜용 구동력 배분 유닛(20)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 회전 축선(C1) 둘레로 회전 가능하게 마련되고, 자동 변속기(18)의 출력 기어(18a)에 맞물리는 링 기어(20r)와, 링 기어(20r)에 고정된 디퍼렌셜 케이스(디퍼렌셜 케이스)(20c)와, 디퍼렌셜 케이스(20c) 내에 수용된 차동 기어 기구(20d)를 구비하고 있다. 이와 같이 구성된 전륜용 구동력 배분 유닛(20)에서는, 링 기어(20r)에 엔진(12)으로부터의 구동력이 전달되면, 좌우의 전륜 차축(22L, 22R)의 차회전을 허용하면서 전륜(14L, 14R)으로 구동력을 전달한다. 또한, 디퍼렌셜 케이스(20c)에는, 트랜스퍼(26)에 마련된 입력축(38)의 축 단부(端部)에 형성된 제 1 외주 스플라인 이빨(38a)과 감합되는 내주 맞물림 이빨(20a)이 형성되어 있다. 이에 따라, 엔진(12)으로부터 디퍼렌셜 케이스(20c)를 통하여 좌우의 전륜(14L 및 14R)으로 전달하는 구동력의 일부가, 입력축(38)을 통하여 트랜스퍼(26)에 입력되도록 되어 있다.
트랜스퍼(26)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 입력축(38)과, 프로펠러 샤프트(28)의 전륜(14L, 14R)측의 단부에 연결된 드리븐 피니언(40)(도 1 참조)에 맞물리는 원통 형상의 제 1 링 기어(42)와, 엔진(12)으로부터 프로펠러 샤프트(28)로의 동력 전달 경로에 있어서, 엔진(12)에 동력 전달 가능하게 연결된 입력축(38)과 프로펠러 샤프트(28)에 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 링 기어(42)와의 사이를 선택적으로 절단 또는 접속하는 제 1 맞물림식 클러치(24)를 구비하고 있다. 트랜스퍼(26)에서는, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합되어 입력축(38)과 제 1 링 기어(42)와의 사이의 동력 전달 경로가 접속되면, 엔진(12)으로부터 좌우 한 쌍의 전륜(14L, 14R)에 전달되는 구동력의 일부가, 프로펠러 샤프트(28)를 통하여 좌우 한 쌍의 후륜(16L, 16R)으로 출력되도록 되어 있다.
원통 형상의 제 1 링 기어(42)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 헬리컬 또는 하이포이드 기어가 형성된 베벨 기어이며, 그 제 1 링 기어(42)의 내주부로부터 전륜(14R)측으로 대략 원통 형상으로 돌출되는 축부(42a)가 형성되어 있다. 또한, 원통 형상의 제 1 링 기어(42)는, 제 1 유닛 케이스(44) 내에 마련된 베어링(46)을 개재하여 제 1 유닛 케이스(44)에 의해 축부(42a)가 지지됨으로써 제 1 회전 축선(C1) 둘레로 회전 가능하게 캔틸레버 형상으로 지지되어 있다.
원통 형상의 입력축(38)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 제 1 링 기어(42)의 내측을 관통하여, 그 입력축(38)의 일부가 제 1 링 기어(42)의 내측에 배치되어 있다. 또한, 원통 형상의 입력축(38)은, 제 1 유닛 케이스(44) 내에 마련된 한 쌍의 베어링(48a, 48b)을 개재하여 제 1 유닛 케이스(44)에 양단부가 지지됨으로써, 입력축(38)이 제 1 회전 축선(C1) 둘레로 회전 운동 가능하게 즉 입력축(38)이 제 1 링 기어(42)와 동심으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 원통 형상의 입력축(38)에는, 입력축(38)의 전륜(14L)측의 단부의 외주면에 형성된 제 1 외주 스플라인 이빨(38a)과, 입력축(38)의 중앙부의 외주면에 형성된 제 2 외주 스플라인 이빨(38b)과, 입력축(38)의 전륜(14R)측의 단부의 외주면에 형성된 제 3 외주 스플라인 이빨(38c)이 형성되어 있다.
제 1 맞물림식 클러치(24)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 링 기어(42)의 축부(42a)의 전륜(14L)측의 측면(42b)에 형성된 복수의 제 1 맞물림 이빨(부구동륜측 맞물림 이빨)(42c)과, 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 이동함으로써 제 1 맞물림 이빨(42c)과의 맞물림이 가능한 복수의 제 1 맞물림 이빨(구동력원측 맞물림 이빨)(50a)이 형성된 원통 형상의 제 1 가동 슬리브(50)와, 제 1 가동 슬리브(50)를 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 이동시켜, 제 1 가동 슬리브(50)를 제 1 맞물림 위치와 제 1 비맞물림 위치로 이동시키는 제 1 이동 기구(52)가 구비되어 있다. 또한, 상기 제 1 맞물림 위치는, 제 1 가동 슬리브(50)가 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 이동하고 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)이 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)과 맞물리는 위치이며, 상기 제 1 맞물림 위치에서는, 제 1 링 기어(42)와 입력축(38)과의 상대 회전이 불가능해져, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합된다. 또한, 상기 제 1 비맞물림 위치는, 제 1 가동 슬리브(50)가 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 이동하여 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)이 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)에 맞물리지 않는 위치이며, 상기 제 1 비맞물림 위치에서는, 제 1 링 기어(42)와 입력축(38)과의 상대 회전이 가능해져, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 해방된다. 또한, 제 1 가동 슬리브(50)에는, 입력축(38)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 둘레의 상대 회전이 불가능하고 또한 입력축(38)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 방향의 이동이 가능하게, 그 입력축(38)에 형성된 제 2 외주 스플라인 이빨(38b)에 맞물리는 내주 맞물림 이빨(50b)이 형성되어 있다.
제 1 이동 기구(52)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 볼 캠(54)과, 제 1 액추에이터(56)와, 제 1 스프링(58)과, 제 1 래칫 기구(60)가 구비되어 있다. 제 1 액추에이터(56)는, 제 1 보조 클러치(62)와 그 제 1 보조 클러치(62)에 회전 제동 토크를 발생시키는 제 1 전자 코일(64)을 구비하고 있으며, 제 1 액추에이터(56)는 제 1 유닛 케이스(44)에 일체적으로 고정되어 있다. 제 1 볼 캠(54)은, 제 1 액추에이터(56)에 의해 제 1 보조 클러치(62)를 개재하여 후술하는 환(環) 형상의 제 2 캠 부재(66)에 회전 제동 토크가 발생되면, 입력축(38)의 회전력을 입력축(38)의 제 1 회전 축선(C1) 방향의 추력으로 변환하는 장치이다. 제 1 래칫 기구(60)는, 제 1 볼 캠(54)에 의해 변환된 추력에 의해 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 이동된 제 1 가동 슬리브(50)의 이동 위치를 보지(保持)한다. 제 1 스프링(58)은, 베어링(48a)과 제 1 가동 슬리브(50)와의 사이에 개재되어 있으며, 제 1 스프링(58)은, 제 1 가동 슬리브(50)를 상기 제 1 비맞물림 위치로부터 상기 제 1 맞물림 위치를 향해 상시 가압 즉 제 1 가동 슬리브(50)를 제 1 회전 축선(C1) 방향에 있어서 전륜(14R)측으로 상시 가압한다. 이 때문에, 제 1 이동 기구(52)에서는, 제 1 액추에이터(56)에 있어서 제 1 전자 코일(64)과 제 1 보조 클러치(62)에 의해 제 2 캠 부재(66)에 회전 제동 토크를 부여하면, 제 1 볼 캠(54)의 후술하는 제 1 캠 부재(68)에 제 1 회전 축선(C1) 방향의 추력이 발생되어, 제 1 캠 부재(68)에 의해 제 1 래칫 기구(60)를 개재하여 제 1 가동 슬리브(50)를 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 이동시킨다.
제 1 래칫 기구(60)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)이 원판 형상의 가동편(70)을 흡착하거나 가동편(70)을 흡착하지 않음으로써 제 1 볼 캠(54)에 의해 소정의 스트로크로 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 왕복 이동되는 환 형상의 제 1 피스톤(68a)과, 입력축(38)에 대하여 상대 회전 가능하게 마련되어, 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 이동하는 제 1 피스톤(68a)에 의해 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 이동되는 환 형상의 제 2 피스톤(72)과, 괘지(掛止) 이빨(74a)(도 3 참조)를 가져 입력축(38)에 대하여 상대 회전 불가능하고 또한 입력축(38)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 방향의 이동이 불가능하게 마련되며, 그 괘지 이빨(74a)로 제 1 피스톤(68a)에 의해 이동된 제 2 피스톤(72)을 괘지하는 환 형상의 홀더(74)를 구비하고 있다. 제 1 래칫 기구(60)에서는, 제 1 피스톤(68a)이 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 왕복 이동됨으로써, 제 2 피스톤(72)에 의해 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 비맞물림 위치로 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 이동되며, 제 2 피스톤(72)이 홀더(74)의 괘지 이빨(74a)에 괘지된다. 그리고, 또한, 제 1 피스톤(68a)이 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 왕복 이동되면, 제 2 피스톤(72)이 홀더(74)의 괘지 이빨(74a)로부터 빠져 제 1 스프링(58)의 가압력에 의해 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 맞물림 위치로 이동된다. 또한, 제 1 볼 캠(54)의 제 1 캠 부재(68)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 래칫 기구(60)의 제 1 피스톤(68a)이 일체로 마련되어 있으며, 제 1 래칫 기구(60)는, 제 1 볼 캠(54)의 제 2 캠 부재(66)와 제 1 가동 슬리브(50)와의 사이에 배치하여 마련되어 있다.
제 1 볼 캠(54)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 래칫 기구(60)의 제 2 피스톤(72)과 베어링(48b)과의 사이에 있어서 제 1 회전 축선(C1) 방향에서 겹치도록 개재하여 삽입된 환 형상의 한 쌍의 제 1 캠 부재(68) 및 제 2 캠 부재(66)와, 제 1 캠 부재(68)에 형성된 캠면(68b)과 제 2 캠 부재(66)에 형성된 캠면(66a)에 끼워진 복수 개의 구(球) 형상 전동체(76)를 구비하고 있으며, 제 1 볼 캠(54)에서는, 제 1 캠 부재(68)와 제 2 캠 부재(66)가 상대 회전되면, 제 1 캠 부재(68)와 제 2 캠 부재(66)가 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 격리된다. 또한, 제 1 캠 부재(68) 및 제 2 캠 부재(66)에 형성된 한 쌍의 캠면(68b, 66a)은, 그들 제 1 캠 부재(68)와 제 2 캠 부재(66)에 있어서 둘레 방향의 복수 개소(예를 들면, 3개소)에 형성되며, 둘레 방향에서 제 1 회전 축선(C1) 방향에 있어서의 깊이가 변화되는 서로 대향하는 홈 형상의 면이다. 이에 따라, 제 1 볼 캠(54)에 의해 제 1 캠 부재(68) 즉 제 1 피스톤(68a)이 제 1 회전 축선(C1) 방향에 있어서 전륜(14L)측, 전륜(14R)측으로 1회 왕복 이동되면, 도 2에 나타내는 제 1 회전 축선(C1)에 대하여 상측 즉 엔진(12)측의 트랜스퍼(26)에 나타내는 바와 같이, 제 1 가동 슬리브(50)가 제 1 래칫 기구(60)를 개재하여 상기 제 1 비맞물림 위치로 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 이동된다. 그리고, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)과의 맞물림이 해제되어 제 1 맞물림식 클러치(24)가 해방된다. 또한, 제 1 볼 캠(54)에 의해 제 1 피스톤(68a)이 2회 왕복 이동 즉 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 비맞물림 위치에 배치된 상태에서 추가로 제 1 피스톤(68a)이 1회 왕복 이동되면, 도면에는 나타내지 않았지만, 제 2 피스톤(72)이 홀더(74)의 괘지 이빨(74a)로부터 빠져 제 1 가동 슬리브(50)가 제 1 스프링(58)의 가압력에 의해 상기 제 1 맞물림 위치로 이동된다. 그리고, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)이 맞물려져 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합된다.
또한, 제 1 액추에이터(56)에 있어서 제 1 전자 코일(64)과 가동편(70)과의 사이에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 전자 코일(64)과 가동편(70)과의 사이에 배치하여 마련되며, 제 1 유닛 케이스(44)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 둘레 회전이 불가능하고 또한 제 1 유닛 케이스(44)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 방향의 이동이 가능하게 제 1 유닛 케이스(44)에 형성된 내주 스플라인 이빨(44a)에 계합되는 원판 형상의 한 쌍의 제 1 마찰판(78, 80)과, 한 쌍의 제 1 마찰판(78, 80)의 사이에 배치하여 마련되고, 제 2 캠 부재(66)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 둘레의 회전이 불가능하고 또한 제 2 캠 부재(66)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 방향의 이동이 가능하게 제 2 캠 부재(66)에 형성된 외주 스플라인 이빨(66b)에 계합되는 원판 형상의 제 2 마찰판(82)을 가지는 제 1 보조 클러치(62)가 구비되어 있다. 또한, 환 형상의 제 1 캠 부재(68)와 환 형상의 제 2 캠 부재(66)와의 사이의 둘레 방향의 복수 개소에 형성된 오목홈 형상의 캠면(68b, 66a)은, 그 둘레 방향을 향함에 따라 그들 캠면(68b, 66a)의 사이의 제 1 회전 축선(C1) 방향에 있어서의 거리가 짧아지도록 경사져 있다. 또한, 제 1 캠 부재(68)의 내주면에는, 입력축(38)에 대하여 상대 회전 불가능하고 또한 입력축(38)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 방향의 이동 가능하게 입력축(38)에 형성된 제 3 외주 스플라인 이빨(38c)에 맞물리는 내주 맞물림 이빨(68c)이 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된, 제 1 액추에이터(56)인 제 1 전자 코일(64) 및 제 1 보조 클러치(62)와 제 1 볼 캠(54)에서는, 예를 들면, 차량 주행 중에 입력축(38)이 회전하고 있는 상태에 있어서, 후술하는 전자 제어 장치(제어 장치)(100)(도 1 참조)로부터 제 1 전자 코일(64)에 제 1 구동 전류(I1)(A)가 공급되어 제 1 전자 코일(64)에 의해 가동편(70)이 흡착되면, 가동편(70)에 의해 제 1 보조 클러치(62)의 제 1 마찰판(78, 80) 및 제 2 마찰판(82)이 가동편(70)과 제 1 전자 코일(64)과의 사이에서 끼워 눌려져 제 2 마찰판(82)에 회전 제동 토크가 전달된다. 즉, 제 1 전자 코일(64)에 의해 가동편(70)이 흡착되면 제 1 보조 클러치(62)의 제 2 마찰판(82)을 개재하여 제 2 캠 부재(66)에 회전 제동 토크가 전달된다. 이 때문에, 상기 회전 제동 토크에 의해 그들 제 1 캠 부재(68)와 제 2 캠 부재(66)가 상대 회전하고, 제 1 캠 부재(68)에 일체로 형성된 제 1 피스톤(68a)은, 구 형상 전동체(76)를 개재하여 제 2 캠 부재(66)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 방향에 있어서 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 전륜(14L)측으로 이동하며, 입력축(38)의 회전력이 제 1 회전 축선(C1) 방향의 추력으로 변환된다. 또한, 전자 제어 장치(100)로부터 제 1 전자 코일(64)에 제 1 구동 전류(I1)(A)가 공급되지 않고 제 1 전자 코일(64)에 가동편(70)이 흡착되지 않을 때에는, 제 2 캠 부재(66)에 상기 회전 제동 토크가 전달되지 않으므로, 제 2 캠 부재(66)가 구 형상 전동체(76)를 개재하여 제 1 캠 부재(68)와 연동하여 돌아 제 2 캠 부재(66)와 제 1 캠 부재(68)가 일체적으로 회전한다. 이에 따라, 제 1 볼 캠(54)에서는 상기 추력이 발생하지 않게 되므로, 제 1 피스톤(68a)이 제 1 스프링(58)의 가압력에 의해 전륜(14R)측으로 이동한다.
도 3은, 제 1 래칫 기구(60)의 작동 원리를 설명하는 모식도이며, 환 형상의 제 1 피스톤(68a), 환 형상의 제 2 피스톤(72), 및 환 형상의 홀더(74)를 각각 전개한 상태를 나타내고 있다. 제 1 래칫 기구(60)는, 전술한 바와 같이, 환 형상의 제 1 피스톤(68a)과 환 형상의 제 2 피스톤(72)과 환 형상의 홀더(74)를 구비하고, 제 2 피스톤(72)을 괘지하는 괘지 기구로서 기능하는 것이다. 환 형상의 제 2 피스톤(72)에는, 홀더(74)측으로 돌출 마련된 돌기(72a)가 형성되어 있다. 또한, 환 형상의 홀더(74)에는, 제 2 피스톤(72)의 돌기(72a)를 괘지하기 위한 원주 방향으로 이어지는 톱니 형상의 괘지 이빨(74a)이 주기적으로 형성되어 있으며, 홀더(74)는, 입력축(38)에 위치 고정으로 배치하여 마련되어 있다. 또한, 환 형상의 제 1 피스톤(68a)에는, 홀더(74)의 괘지 이빨(74a)과 마찬가지의 톱니 형상이지만 둘레 방향으로 반위상 어긋난 형상으로 둘레 방향으로 이어져, 제 2 피스톤(72)의 돌기(72a)를 받아내는 수지(受止) 이빨(68d)이 주기적으로 형성되어 있다. 환 형상의 제 1 피스톤(68a)은, 홀더(74)에 대하여 상대 회전 불가능하고 또한 홀더(74)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 방향의 이동 가능하게 홀더(74)에 계합되며, 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 제 2 피스톤(72)을 제 1 볼 캠(54)의 1 스트로크분만큼 이동시킨다. 또한, 제 1 피스톤(68a)의 수지 이빨(68d)의 선단의 경사면 및 홀더(74)의 괘지 이빨(74a)의 선단의 경사면에는, 제 2 피스톤(72)의 돌기(72a)의 미끄러짐을 멈추게 하는 스토퍼(68e, 74b)가 각각 마련되어 있다.
도 3의 (a) 및 (e)는, 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 맞물림 위치에 있을 때를 나타내고 있다. 도 3의 (a) 및 (e)에 나타내는 바와 같이, 제 2 피스톤(72)으로부터 돌출 마련된 돌기(72a)가 홀더(74)의 괘지 이빨(74a)에 괘지된 위치에 위치하고 있는 상태에서는, 제 1 피스톤(68a)이 그 베이스 위치에 위치되어 있다. 도 3의 (b)는, 제 1 피스톤(68a)이 제 1 액추에이터(56) 및 제 1 볼 캠(54)의 작동에 의해 이동 스트로크(ST)분만큼 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 그 베이스 위치로부터 이동된 상태를 나타내고 있다. 이 과정에서는, 제 1 피스톤(68a)에 의해 제 2 피스톤(72)이 이동되어 홀더(74)로부터 떨어짐과 함께, 제 2 피스톤(72)이 제 1 피스톤(68a)의 경사면을 미끄러져 떨어진다. 또한, 도 3의 (b)에 나타나 있는 일점 쇄선은, 상기 이동 스트로크(ST)를 설명하기 위해 도 3의 (a)의 제 1 피스톤(68a)의 원래 위치(베이스 위치)를 나타내는 것이다. 도 3의 (c)는, 제 1 피스톤(68a)이 제 1 액추에이터(56) 및 제 1 볼 캠(54)의 비작동에 의해 제 1 스프링(58) 및 제 3 스프링(84)의 가압력에 따라 이동 스트로크(ST)분만큼 되돌려져 베이스 위치에 위치된 상태를 나타내고 있다. 이 과정에서는 제 2 피스톤(72)이 홀더(74)의 괘지 이빨(74a) 상에 괘지되어, 상기 제 1 비맞물림 위치에 보지된다. 또한, 제 3 스프링(84)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 회전 축선(C1) 방향에 있어서, 제 1 캠 부재(68)에 있어서 제 1 피스톤(68a)을 제외한 부분과 제 2 피스톤(72)과의 사이에 마련되는 것이며, 그 제 3 스프링(84)의 가압력은 제 1 스프링(58)의 가압력보다 작다. 도 3의 (d)는, 다시 제 1 피스톤(68a)이 제 1 액추에이터(56) 및 제 1 볼 캠(54)의 작동에 의해 이동 스트로크(ST)분만큼 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 그 베이스 위치로부터 이동된 상태를 나타내고 있다. 이 과정에서는, 제 2 피스톤(72)이 또한 제 1 스프링(58)측으로 이동된다. 이어서, 도 3의 (e)에 나타내는 바와 같이, 제 1 피스톤(68a)이 제 1 액추에이터(56) 및 제 1 볼 캠(54)의 비작동에 의해 제 1 스프링(58) 및 제 3 스프링(84)의 가압력에 따라 이동 스트로크(ST)분만큼 되돌려져 베이스 위치에 위치되면, 제 2 피스톤(72)이 상기 제 1 맞물림 위치에 위치되어, 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)과 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)이 맞물려진다.
이에 따라, 제 1 래칫 기구(60)에서는, 제 1 볼 캠(54)에 의한 제 1 피스톤(68a)의 왕복 이동으로 제 2 피스톤(72)을 둘레 방향으로 보내는 제 1 가동 슬리브(50)를 상기 제 1 비맞물림 위치, 상기 제 1 맞물림 위치를 향해 이동시킨다. 제 2 피스톤(72)이 1회 왕복 이동되면, 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 비맞물림 위치에 위치된다. 또한, 제 2 피스톤(72)이 2회 왕복 이동 즉 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 비맞물림 위치에 있는 상태에 있어서 추가로 제 2 피스톤(72)이 1회 왕복 이동되면, 제 2 피스톤(72)이 홀더(74)의 괘지 이빨(74a)로부터 떨어져 제 1 스프링(58)의 가압력에 의해 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 맞물림 위치에 위치된다.
후륜용 구동력 배분 유닛(30)은, 1 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 프로펠러 샤프트(28)로부터 좌우의 후륜(16L, 16R)으로의 동력 전달 경로에 있어서, 프로펠러 샤프트(28)의 후륜(16L, 16R)측의 단부에 일체적으로 마련된 드라이브 피니언(90)에 맞물리는 제 2 링 기어(제 1 회전 부재)(92)와, 제 2 회전 축선(C2) 둘레로 회전 가능하게 베어링(94a, 94b)을 개재하여 후륜용 구동력 배분 유닛(30)의 제 2 유닛 케이스(96)에 지지된 원통 형상의 중앙 차축(98)과, 중앙 차축(98)으로부터 후륜 차축(36L)으로 전달되는 전달 토크를 제어하는 좌측 제어 커플링(34L)(도 1 참조)과, 중앙 차축(98)으로부터 후륜 차축(36R)으로 전달되는 전달 토크를 제어하는 우측 제어 커플링(34R)(도 1 참조)과, 제 2 링 기어(92)와 중앙 차축(98)과의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 제 2 맞물림식 클러치(32)를 구비하고 있다. 또한, 좌측 제어 커플링(34L)은, 예를 들면, 도면에 나타내지 않는 전자 코일에 전자 제어 장치(100)로부터 좌측 커플링 구동 전류(Icpl)(A)가 공급됨으로써, 그 좌측 커플링 구동 전류(토크 지령값)(Icpl)(A)에 따른 상기 전달 토크를 전달하도록 되어 있으며, 좌측 제어 커플링(34L)은, 전자 제어 장치(100)로부터 상기 전자 코일로 좌측 커플링 구동 전류(Icpl)(A)가 공급되면, 중앙 차축(98)에 후륜(16L)을 동력 전달 가능하게 연결한다. 마찬가지로, 우측 제어 커플링(34R)은, 예를 들면, 도면에 나타내지 않은 전자 코일에 전자 제어 장치(100)로부터 우측 커플링 구동 전류(Icpr)(A)가 공급됨으로써, 그 우측 커플링 구동 전류(토크 지령값)(Icpr)(A)에 따른 상기 전달 토크를 전달하도록 되어 있으며, 우측 제어 커플링(34R)은, 전자 제어 장치(100)로부터 상기 전자 코일로 우측 커플링 구동 전류(Icpr)(A)가 공급되면, 중앙 차축(98)에 후륜(16R)을 동력 전달 가능하게 연결한다. 또한, 우측 제어 커플링(34R)은, 후륜 차축(36R)을 개재하여 후륜(16R)에 연결되어 있으며, 좌측 제어 커플링(34L)은, 후륜 차축(36L)을 개재하여 후륜(16L)에 연결되어 있다. 또한, 중앙 차축(98)은, 우측 제어 커플링(34R)과 좌측 제어 커플링(34L)과의 사이 즉 후륜(16R)과 후륜(16L)과의 사이에 배치하여 마련되어 있으며, 중앙 차축(98)은, 우측 제어 커플링(34R)에 마련된 커플링 커버(34Ra)(도 1 참조)와 좌측 제어 커플링(34L)에 마련된 커플링 커버(34La)(도 1 참조)에 연결되어 있다.
원통 형상의 제 2 링 기어(92)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 헬리컬 또는 하이포이드 기어가 형성된 베벨 기어이며, 제 2 링 기어(92)의 내주부로부터 후륜(16L)측으로 대략 원통 형상으로 돌출되는 축부(92a)가 형성되어 있다. 또한, 원통 형상의 제 2 링 기어(92)는, 제 2 유닛 케이스(96) 내에 마련된 베어링(102)을 개재하여 제 2 유닛 케이스(96)에 의해 축부(92a)가 지지됨으로써, 제 2 회전 축선(C2) 둘레로 회전 가능하게 캔틸레버 형상으로 지지되어 있다.
원통 형상의 중앙 차축(98)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 제 2 링 기어(92)의 내측을 관통하여, 중앙 차축(98)의 일부가 제 2 링 기어(92)의 내측에 배치되어 있다. 또한, 원통 형상의 중앙 차축(98)은, 제 2 유닛 케이스(96) 내에 마련된 한 쌍의 베어링(94a, 94b)에 양단부가 지지됨으로써, 중앙 차축(98)이 제 2 회전 축선(C2) 둘레로 회전 운동 가능하게 즉 제 2 링 기어(92)와 동심으로 회전 가능하게 지지되어 있다.
제 2 맞물림식 클러치(32)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 링 기어(92)의 내주면에 형성된 제 2 맞물림 이빨(92b)과, 제 2 맞물림 이빨(92b)의 맞물림이 가능한 제 2 맞물림 이빨(104a)이 형성된 원통 형상의 제 2 가동 슬리브(제 2 회전 부재)(104)와, 제 2 가동 슬리브(104)를 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 이동시켜, 제 2 가동 슬리브(104)를 제 2 맞물림 위치와 제 2 비맞물림 위치로 이동시키는 제 2 이동 기구(106)가 구비되어 있다. 또한, 상기 제 2 맞물림 위치는, 제 2 가동 슬리브(104)가 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 이동하여 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)이 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)에 맞물리는 위치이며, 상기 제 2 맞물림 위치에서는, 제 2 링 기어(92)와 중앙 차축(98)과의 상대 회전이 불가능해져, 제 2 맞물림식 클러치(32)가 계합된다. 또한, 상기 제 2 비맞물림 위치는, 제 2 가동 슬리브(104)가 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 이동하여 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)이 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)에 맞물리지 않는 위치이며, 상기 제 2 비맞물림 위치에서는, 제 2 링 기어(92)와 중앙 차축(98)의 상대 회전이 가능해져, 제 2 맞물림식 클러치(32)가 해방된다. 또한, 제 2 가동 슬리브(104)에는, 중앙 차축(98)에 대하여 제 2 회전 축선(C2) 둘레의 상대 회전이 불가능하고 또한 중앙 차축(98)에 대하여 제 2 회전 축선(C2) 방향의 이동이 가능하게 그 중앙 차축(98)에 형성된 외주 스플라인 이빨(98a)에 맞물리는 내주 맞물림 이빨(104b)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 맞물림식 클러치(32)에서는, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 해방되어 있는 2륜 구동 상태에 있어서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 2 이동 기구(106)에 의해 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 비맞물림 위치로 이동되어, 프로펠러 샤프트(28)와 후륜(16L 및 16R)과의 사이 즉 제 2 링 기어(92)와 중앙 차축(98)과의 사이가 해방되면, 엔진(12) 및 좌우 한 쌍의 후륜(16L, 16R)으로부터 프로펠러 샤프트(28)가 분리되어, 프로펠러 샤프트(28) 등의 회전 저항에 의한 차량의 주행 저항이 저감된다. 즉, 본 실시예의 4륜 구동 차량(10)은, 2륜 구동 상태에서는 4륜 구동 상태에 있어서 좌우 한 쌍의 후륜(16L, 16R)으로 구동력을 전달하기 위한 프로펠러 샤프트(28)를 엔진(12) 및 좌우 한 쌍의 후륜(16L, 16R)으로부터 분리하는 디스커넥트 기능 부가 4륜 구동 차량이다.
제 2 이동 기구(106)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 볼 캠(108)과, 제 2 액추에이터(110)와, 제 2 스프링(112)과, 제 2 래칫 기구(114)와, 동기 기구(제 1 동기 기구)(116)가 구비되어 있다. 제 2 액추에이터(110)는, 가동편(118)과 그 가동편(118)을 흡착하는 제 2 전자 코일(120)을 구비하고 있으며, 제 2 액추에이터(110)에서는, 가동편(118)이 비회전 부재인 제 2 전자 코일(120)에 흡착됨으로써, 제 2 볼 캠(108)의 후술하는 제 2 캠 부재(122)에 회전 제동 토크가 발생되도록 되어 있다. 제 2 볼 캠(108)은, 제 2 액추에이터(110)에 의해 환 형상의 제 2 캠 부재(122)에 회전 제동 토크가 발생되면, 중앙 차축(98)의 회전력을 중앙 차축(98)의 제 2 회전 축선(C2) 방향의 추력으로 변환하는 장치이다. 제 2 래칫 기구(114)는, 제 2 볼 캠(108)에 의해 변환된 추력에 의해 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 이동된 제 2 가동 슬리브(104)의 이동 위치를 보지한다. 제 2 스프링(112)은, 베어링(94a)과 제 2 가동 슬리브(104)와의 사이에 개재되어 있으며, 제 2 스프링(112)은, 제 2 가동 슬리브(104)를 상기 제 2 비맞물림 위치로부터 상기 제 2 맞물림 위치를 향해 상시 가압 즉 제 2 가동 슬리브(104)를 제 2 회전 축선(C2) 방향에 있어서 후륜(16R)측으로 상시 가압한다. 이 때문에, 제 2 이동 기구(106)에서는, 제 2 액추에이터(110)에 의해 제 2 캠 부재(122)에 회전 제동 토크가 부여되면, 제 2 볼 캠(108)의 후술하는 제 1 캠 부재(124)에 제 2 회전 축선(C2) 방향의 추력이 발생되어, 제 1 캠 부재(124)에 의해 제 2 래칫 기구(114)를 개재하여 제 2 가동 슬리브(104)를 제 2 스프링(112)의 가압력에 저항하여 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 이동시킨다.
제 2 래칫 기구(114)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 액추에이터(110)의 제 2 전자 코일(120)이 원판 형상의 가동편(118)을 흡착하거나 가동편(118)을 흡착하지 않음으로써 제 2 볼 캠(108)에 의해 소정의 스트로크로 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 왕복 이동되는 환 형상의 제 1 피스톤(124a)과, 중앙 차축(98)에 대하여 상대 회전 가능하게 마련되며, 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 이동하는 제 1 피스톤(124a)에 의해 제 2 스프링(112)의 가압력에 저항하여 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 이동되는 환 형상의 제 2 피스톤(126)과, 괘지 이빨(128a)(도 3 참조)을 가져 중앙 차축(98)에 대하여 상대 회전 불가능하고 또한 중앙 차축(98)에 대하여 제 2 회전 축선(C2) 방향의 이동이 불가능하게 마련되고, 그 괘지 이빨(128a)로 제 1 피스톤(124a)에 의해 이동된 제 2 피스톤(126)을 괘지하는 환 형상의 홀더(128)를 구비하고 있다. 제 2 래칫 기구(114)에서는, 제 1 피스톤(124a)이 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 왕복 이동됨으로써, 제 2 피스톤(126)에 의해 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 비맞물림 위치로 제 2 스프링(112)의 가압력에 저항하여 이동되며, 제 2 피스톤(126)이 홀더(128)의 괘지 이빨(128a)에 괘지된다. 그리고, 또한, 제 1 피스톤(124a)이 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 왕복 이동되면, 제 2 피스톤(126)이 홀더(128)의 괘지 이빨(128a)로부터 빠져 제 2 스프링(112)의 가압력에 의해 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 맞물림 위치로 이동된다. 또한, 제 2 볼 캠(108)의 제 1 캠 부재(124)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 래칫 기구(114)의 제 1 피스톤(124a)이 일체로 마련되어 있으며, 제 2 래칫 기구(114)는, 제 2 볼 캠(108)의 제 2 캠 부재(122)와 제 2 가동 슬리브(104)의 사이에 배치하여 마련되어 있다.
제 2 볼 캠(108)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 래칫 기구(114)의 제 2 피스톤(126)과 베어링(94b)과의 사이에 있어서 제 2 회전 축선(C2) 방향에서 겹쳐지도록 개재 삽입된 환 형상의 한 쌍의 제 1 캠 부재(124) 및 제 2 캠 부재(122)와, 제 1 캠 부재(124)에 형성된 캠면(124b)과 제 2 캠 부재(122)에 형성된 캠면(122a)에 끼워진 복수 개의 구 형상 전동체(130)를 구비하고 있으며, 제 2 볼 캠(108)에서는, 제 1 캠 부재(124)와 제 2 캠 부재(122)가 상대 회전되면, 제 1 캠 부재(124)와 제 2 캠 부재(122)가 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 격리된다. 또한, 제 1 캠 부재(124) 및 제 2 캠 부재(122)에 형성된 한 쌍의 캠면(124b, 122a)은, 그들 제 1 캠 부재(124)와 제 2 캠 부재(122)에 있어서 둘레 방향의 복수 개소(예를 들면 3개소)에 형성되고, 둘레 방향에서 제 2 회전 축선(C2) 방향에 있어서의 깊이가 변화되는 서로 대향하는 홈 형상의 면이다. 이에 따라, 제 2 볼 캠(108)에 의해 제 1 캠 부재(124) 즉 제 1 피스톤(124a)이 제 2 회전 축선(C2) 방향에 있어서 후륜(16L)측, 후륜(16R)측으로 1회 왕복 이동되면, 도 4에 나타내는 제 2 회전 축선(C2)에 대하여 상측 즉 프로펠러 샤프트(28)측의 후륜용 구동력 배분 유닛(30)에 나타내는 바와 같이, 제 2 가동 슬리브(104)가 제 2 래칫 기구(114)를 개재하여 상기 제 2 비맞물림 위치로 제 2 스프링(112)의 가압력에 저항하여 이동된다. 그리고, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)과 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)과의 맞물림이 해제되어 제 2 맞물림식 클러치(32)가 해방된다. 또한, 제 2 볼 캠(108)에 의해 제 1 피스톤(124a)이 2회 왕복 이동 즉 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 비맞물림 위치에 배치된 상태에서 추가로 제 1 피스톤(124a)이 1회 왕복 이동되면, 도면에는 나타내지 않았지만, 제 2 피스톤(126)이 홀더(128)의 괘지 이빨(128a)로부터 빠져 제 2 가동 슬리브(104)가 제 2 스프링(112)의 가압력에 의해 상기 제 2 맞물림 위치로 이동된다. 그리고, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)과 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)이 맞물려져 제 2 맞물림식 클러치(32)가 계합된다. 또한, 제 1 캠 부재(124)의 내주면에는, 도면에 나타나져 있지 않았지만, 중앙 차축(98)에 대하여 상대 회전 불가능하고 또한 중앙 차축(98)에 대하여 제 2 회전 축선(C2) 방향의 이동 가능하게 중앙 차축(98)에 형성된 외주 스플라인 이빨(도시 생략)에 맞물리는 내주 맞물림 이빨이 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된, 제 2 볼 캠(108)과 제 2 액추에이터(110)에서는, 예를 들면, 차량 주행 중에 중앙 차축(98)이 회전하고 있는 상태에 있어서, 전자 제어 장치(100)로부터 제 2 전자 코일(120)에 제 2 구동 전류(I2)(A)가 공급되어 비회전 부재인 제 2 전자 코일(120)에 가동편(118)이 흡착되면, 가동편(118)을 개재하여 제 2 캠 부재(122)에 회전 제동 토크가 전달된다. 이 때문에, 상기 회전 제동 토크에 의해 그들 제 1 캠 부재(124)와 제 2 캠 부재(122)가 상대 회전하고, 제 1 캠 부재(124)에 일체로 형성된 제 1 피스톤(124a)은, 구 형상 전동체(130)를 개재하여 제 2 캠 부재(122)에 대하여 제 2 회전 축선(C2) 방향에 있어서 제 2 스프링(112)의 가압력에 저항하여 후륜(16L)측으로 이동하고, 중앙 차축(98)의 회전력이 제 2 회전 축선(C2) 방향의 추력으로 변환된다. 또한, 전자 제어 장치(100)로부터 제 2 전자 코일(120)로 제 2 구동 전류(I2)(A)가 공급되지 않고 제 2 전자 코일(120)에 가동편(118)이 흡착되지 않을 때에는, 제 2 캠 부재(122)에 상기 회전 제동 토크가 전달되지 않으므로, 제 2 캠 부재(122)가 구 형상 전동체(130)을 개재하여 제 1 캠 부재(124)와 연동하여 돌아 제 2 캠 부재(122)와 제 1 캠 부재(124)가 일체적으로 회전한다. 이에 따라, 제 2 볼 캠(108)에서는 상기 추력이 발생하지 않게 되므로, 제 1 피스톤(124a)이 제 2 스프링(112)의 가압력에 의해 후륜(16R)측으로 이동한다.
도 3은, 제 2 래칫 기구(114)의 작동 원리를 설명하는 모식도이며, 환 형상의 제 1 피스톤(124a), 환 형상의 제 2 피스톤(126), 및 환 형상의 홀더(128)을 각각 전개한 상태를 나타내고 있다. 제 2 래칫 기구(114)는, 전술한 바와 같이, 환 형상의 제 1 피스톤(124a)과 환 형상의 제 2 피스톤(126)과 환 형상의 홀더(128)를 구비하고, 제 2 피스톤(126)을 괘지하는 괘지 기구로서 기능하는 것이다. 환 형상의 제 2 피스톤(126)에는, 홀더(128)측으로 돌출 마련된 돌기(126a)가 마련되어 있다. 또한, 환 형상의 홀더(128)에는, 제 2 피스톤(126)의 돌기(126a)를 괘지하기 위한 원주 방향으로 이어지는 톱니 형상의 괘지 이빨(128a)이 주기적으로 형성되어 있으며, 홀더(128)는, 중앙 차축(98)에 위치 고정으로 배치하여 마련되어 있다. 또한, 환 형상의 제 1 피스톤(124a)에는, 홀더(128)의 괘지 이빨(128a)과 마찬가지의 톱니 형상이지만 둘레 방향으로 반위상 어긋난 형상으로 둘레 방향으로 이어져, 제 2 피스톤(126)의 돌기(126a)를 수지하는 수지 이빨(124c)이 주기적으로 형성되어 있다. 환 형상의 제 1 피스톤(124a)은, 홀더(128)에 대하여 상대 회전 불가능하고 또한 홀더(128)에 대하여 제 2 회전 축선(C2) 방향의 이동 가능하게 홀더(128)에 계합되며, 제 2 스프링(112)의 가압력에 저항하여 제 2 피스톤(126)을 제 2 볼 캠(108)의 1 스트로크분만큼 이동시킨다. 또한, 제 1 피스톤(124a)의 수지 이빨(124c)의 선단의 경사면 및 홀더(128)의 괘지 이빨(128a)의 선단의 경사면에는, 제 2 피스톤(126)의 돌기(126a)의 미끄러짐을 멈추게 하는 스토퍼(124d, 128b)가 각각 마련되어 있다.
도 3의 (a) 및 (e)는, 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 맞물림 위치에 있을 때를 나타내고 있다. 도 3의 (a) 및 (e)에 나타내는 바와 같이, 제 2 피스톤(126)으로부터 돌출 마련된 돌기(126a)가 홀더(128)의 괘지 이빨(128a)에 괘지된 위치에 위치하고 있는 상태에서는, 제 1 피스톤(124a)이 그 베이스 위치에 위치되어 있다. 도 3의 (b)는, 제 1 피스톤(124a)이 제 2 액추에이터(110) 및 제 2 볼 캠(108)의 작동에 의해 이동 스트로크(ST)분만큼 제 2 스프링(112)의 가압력에 저항하여 그 베이스 위치로부터 이동된 상태를 나타내고 있다. 이 과정에서는, 제 1 피스톤(124a)에 의해 제 2 피스톤(126)이 이동되어 홀더(128)로부터 떨어짐과 함께, 제 2 피스톤(126)이 제 1 피스톤(124a)의 경사면을 미끄러 떨어진다. 또한, 도 3의 (b)에 나타나 있는 일점 쇄선은, 상기 이동 스트로크(ST)를 설명하기 위해 도 3의 (a)의 제 1 피스톤(124a)의 원래 위치(베이스 위치)를 나타내는 것이다. 도 3의 (c)는, 제 1 피스톤(124a)이 제 2 액추에이터(110) 및 제 2 볼 캠(108)의 비작동에 의해 제 2 스프링(112) 및 제 4 스프링(134)의 가압력에 따라 이동 스트로크(ST)분만큼 되돌려져 베이스 위치에 위치된 상태를 나타내고 있다. 이 과정에서는 제 2 피스톤(126)이 홀더(128)의 괘지 이빨(128a)의 상에 괘지되며, 상기 제 2 비맞물림 위치에 보지된다. 또한, 제 4 스프링(134)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 회전 축선(C2) 방향에 있어서, 제 1 캠 부재(124)에 있어서 제 1 피스톤(124a)을 제외한 부분과 홀더(128)와의 사이에 마련되는 것이며, 그 제 4 스프링(134)의 가압력은 제 2 스프링(112)의 가압력보다 작다. 도 3의 (d)는, 다시 제 1 피스톤(124a)이 제 2 액추에이터(110) 및 제 2 볼 캠(108)의 작동에 의해 이동 스트로크(ST)분만큼 제 2 스프링(112)의 가압력에 저항하여 그 베이스 위치로부터 이동된 상태를 나타내고 있다. 이 과정에서는, 제 2 피스톤(126)이 추가로 제 2 스프링(112)측으로 이동되어 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 비맞물림 위치를 넘어 베어링(94a)측으로 이동되므로, 동기 기구(116)에 의해 제 2 링 기어(92)의 회전 속도와 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도 즉 중앙 차축(98)의 회전 속도가 회전 동기된다. 이어서, 도 3의 (e)에 나타내는 바와 같이, 제 1 피스톤(124a) 이 제 2 액추에이터(110) 및 제 2 볼 캠(108)의 비작동에 의해 제 2 스프링(112) 및 제 4 스프링(134)의 가압력에 따라 이동 스트로크(ST)분만큼 되돌려져 베이스 위치에 위치되면, 제 2 피스톤(126)이 상기 제 2 맞물림 위치에 위치되어, 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)이 맞물려진다.
이에 따라, 제 2 래칫 기구(114)에서는, 제 2 볼 캠(108)에 의한 제 1 피스톤(124a)의 왕복 이동으로 제 2 피스톤(126)을 둘레 방향으로 보내 제 2 가동 슬리브(104)를 상기 제 2 비맞물림 위치, 상기 제 2 맞물림 위치를 향해 이동시킨다. 제 2 피스톤(126)이 1회 왕복 이동되면, 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 비맞물림 위치에 위치된다. 또한, 제 2 피스톤(126)이 2회 왕복 이동 즉 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 비맞물림 위치에 있는 상태에 있어서 추가로 제 2 피스톤(126)이 1회 왕복 이동되면, 제 2 피스톤(126)이 홀더(128)의 괘지 이빨(128a)로부터 빠져 제 2 스프링(112)의 가압력에 의해 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 맞물림 위치에 위치된다.
동기 기구(116)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 가동 슬리브(104)와 제 2 피스톤(126)과의 사이에 개재된 환 형상의 환 형상 부재(136)와, 환 형상 부재(136)와 제 2 링 기어(92)와의 사이에 배치하여 마련된 한 쌍의 제 1 마찰 계합 부재(138) 및 제 2 마찰 계합 부재(140)가 구비되어 있다. 또한, 환 형상의 한 쌍의 제 1 마찰 계합 부재(138) 및 제 2 마찰 계합 부재(140)는, 환 형상 부재(136)의 외주에 형성되어 제 2 회전 축선(C2)에 대하여 약간 경사진 원추 형상 외주 마찰면(136a)과, 제 2 링 기어(92)의 제 2 피스톤(126)측의 단부의 내주에 형성되어 제 2 회전 축선(C2)에 대하여 약간 경사진 원추 형상 내주 마찰면(92c)과의 사이에 각각 배치하여 마련되어 있다. 또한, 환 형상 부재(136)는, 중앙 차축(98)에 대하여 상대 회전 불가능하고 또한 중앙 차축(98)에 대하여 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 이동 가능하게 중앙 차축(98)에 지지되어 있다. 또한, 환 형상 부재(136)의 일부는, 제 2 스프링(112)의 가압력에 의해 제 2 가동 슬리브(104)와 제 2 피스톤(126)에 끼워져 있으므로, 환 형상 부재(136)는, 제 2 가동 슬리브(104) 및 제 2 피스톤(126)의 제 2 회전 축선(C2) 방향의 이동에 연동하여 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 이동하도록 되어 있다. 또한, 제 1 마찰 계합 부재(138)에는, 제 2 마찰 계합 부재(140)의 내주면에 형성되어 제 2 회전 축선(C2)에 대하여 약간 경사진 제 2 원추 형상 내주 마찰면(140a)에 슬라이딩 접촉 가능한 제 1 원추 형상 외주 마찰면(138a)과, 환 형상 부재(136)의 원추 형상 외주 마찰면(136a)에 슬라이딩 접촉 가능한 제 1 원추 형상 내주 마찰면(138b)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 마찰 계합 부재(140)에는, 상기 서술한 제 2 원추 형상 내주 마찰면(140a)과, 제 2 링 기어(92)의 원추 형상 내주 마찰면(92c)에 슬라이딩 접촉 가능한 제 2 원추 형상 외주 마찰면(140b)이 형성되어 있다.
이 때문에, 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 비맞물림 위치에서 제 2 피스톤(126)이 제 2 볼 캠(108)의 제 1 캠 부재(124)에 의해 1회 왕복 이동되었을 때에 있어서, 제 1 캠 부재(124)가 왕복 운동하여 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 비맞물림 위치를 넘어 이동되면, 제 2 마찰 계합 부재(140)의 제 2 원추 형상 외주 마찰면(140b)이 제 2 링 기어(92)의 원추 형상 내주 마찰면(92c)에 맞닿아, 환 형상 부재(136)의 원추 형상 외주 마찰면(136a)이, 제 1 마찰 계합 부재(138) 및 제 2 마찰 계합 부재(140)를 개재하여 제 2 링 기어(92)의 원추 형상 내주 마찰면(92c)을 꽉 누르므로, 환 형상 부재(136)가 상대 회전 불가능하게 마련된 중앙 차축(98)의 회전 속도 즉 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도와 제 2 링 기어(92)의 회전 속도를 동기시키는 동기 동작이 행해진다. 또한, 제 1 캠 부재(124)가 왕복 운동하면, 제 2 링 기어(92)의 원추 형상 내주 마찰면(92c)으로부터 제 2 마찰 계합 부재(140)의 제 2 원추 형상 외주 마찰면(140b)이 떨어지므로, 상기 동기 동작이 정지된다.
도 5는, 제 1 맞물림식 클러치(24) 및 제 2 맞물림식 클러치(32)가 각각 해방된 2륜 구동 상태로부터, 제 1 맞물림식 클러치(24) 및 제 2 맞물림식 클러치(32)를 각각 계합시켜 4륜 구동 상태로 전환하는 경우에 있어서, 제 2 맞물림식 클러치(32)의 동기 기구(116)를 작동시켜 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도와 제 2 링 기어(92)의 회전 속도를 대략 동기시켜, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)을 맞물리게 하는 상태를 나타내는 도면이다. 또한, 도 5에서는, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 전환될 때에는, 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)이 좌우의 후륜(16L, 16R) 중 어느 일방에 연결된다. 또한, 도 5는, 4륜 구동 차량(10)의 전진 주행 시의 상태를 나타내는 도면이다. 또한, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)은, 엔진(12)에 동력 전달 가능하게 연결되어 있으며, 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)은, 제 2 맞물림식 클러치(32)에 마련된 동기 기구(116)가 작동된 상태 또는 제 2 맞물림식 클러치(32)가 계합된 상태, 또한 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)이 계합된 상태에 있어서 후륜(16L) 또는 후륜(16R)에 동력 전달 가능하게 연결되어 있다.
제 1 가동 슬리브(50)에 형성된 제 1 맞물림 이빨(50a)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 제 1 가동 슬리브(50)의 외주부에 복수 형성되어 있다. 또한, 제 1 가동 슬리브(50)에 형성된 복수의 제 1 맞물림 이빨(50a)은, 각각, 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 길이 형상으로 형성되고, 또한 원통 형상의 제 1 가동 슬리브(50)의 둘레 방향에 각각의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 사이의 간격(D1)이 일정해지도록 형성되어 있다. 또한, 간격(D1)은, 제 1 가동 슬리브(50)에 형성된 복수의 제 1 맞물림 이빨(50a)이 제 1 링 기어(42)에 형성된 복수의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 사이에 들어가도록 설정되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로의 전환할 때에 있어서, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도는, 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도보다 크고, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)은, 제 1 회전 축선(C1) 둘레 화살표 A1, A2 방향으로 회전 즉 각각 동일한 방향으로 회전하고 있다. 이 때문에, 제 1 이동 기구(52)에 의해 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 비맞물림 위치로부터 상기 제 1 맞물림 위치로 이동 즉 제 1 이동 기구(52)에 의해 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)이 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)에 접근하는 방향으로 이동하면, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)은, 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)에 대하여 화살표 F1 방향으로 상대 이동한다. 또한, 본 실시예에서는, 프로펠러 샤프트(28)가 회전하고 있는 직진 주행 시에 있어서, 제 1 링 기어(42)의 회전 속도가 제 2 링 기어(92)의 회전 속도보다 소정값 느려지도록, 즉, 프로펠러 샤프트(28)에 마련된 드리븐 피니언(40)과 제 1 링 기어(42)와의 기어비와, 프로펠러 샤프트(28)에 마련된 드라이브 피니언(90)과 제 2 링 기어(92)와의 기어비에 차 즉 전후 링 기어비차(G)가 발생하도록, 제 1 링 기어(42) 및 제 2 링 기어(92) 등이 설계되어 있다. 즉, 프로펠러 샤프트(28)가 회전하고 있을 때에 있어서, 제 1 링 기어(42)의 회전 속도가 제 2 링 기어(92)의 회전 속도보다 느려지면, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로의 전환할 때에 있어서, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도가 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도보다 크게 되기 쉬워진다.
또한, 제 1 가동 슬리브(50)에 형성된 복수의 제 1 맞물림 이빨(50a)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각각, 그 제 1 맞물림 이빨(50a)의 제 1 맞물림 이빨(42c)측의 단면으로서 제 1 맞물림 이빨(42c)에 맞닿는 맞닿음면에, 제 1 맞물림 이빨(50a)의 치폭(齒幅) 전체에 걸쳐 일방향으로 경사진 챔퍼링 부분 즉 편챔퍼(CF1)가 마련되어 있다. 또한, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)에 편챔퍼(CF1)가 마련됨으로써, 그 제 1 맞물림 이빨(50a)의 제 1 맞물림 이빨(42c)측의 단면으로서 제 1 맞물림 이빨(42c)과 맞닿는 맞닿음면에는, 4륜 구동 차량(10)의 전진 주행 시에 제 1 맞물림 이빨(50a)이 회전하는 화살표 A1 방향에 대하여, 제 1 맞물림 이빨(50a)의 제 1 회전 축선(C1) 방향의 길이가 증가하도록 경사지는 제 1 경사면(50c)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 가동 슬리브(50)에 형성된 복수의 제 1 맞물림 이빨(50a)에는, 그 제 1 맞물림 이빨(50a)의 화살표 A1 방향의 양측에 제 1 회전 축선(C1)에 대하여 대략 평행한 평행면(50d, 50e)이 각각 형성되어 있다.
제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 링 기어(42)의 원통 형상의 축부(42a)의 측면(42b)에 복수 형성되어 있다. 또한, 제 1 링 기어(42)에 형성된 복수의 제 1 맞물림 이빨(42c)은, 각각, 제 1 회전 축선(C1) 방향으로 길이 형상으로 형성되고, 또한 그 제 1 링 기어(42)의 축부(42a)의 둘레 방향으로 각각 제 1 맞물림 이빨(42c)의 사이의 간격(D2)이 일정해지도록 형성되어 있다. 또한, 간격(D2)은, 제 1 가동 슬리브(50)에 형성된 복수의 제 1 맞물림 이빨(50a)이 제 1 링 기어(42)에 형성된 복수의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 사이에 들어가도록 설정되어 있다.
제 1 링 기어(42)에 형성된 복수의 제 1 맞물림 이빨(42c)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각각, 그 제 1 맞물림 이빨(42c)의 제 1 맞물림 이빨(50a)측의 단면으로서 제 1 맞물림 이빨(50a)에 맞닿는 맞닿음면에, 제 1 맞물림 이빨(42c)의 치폭 전체에 걸쳐 일 방향으로 경사진 챔퍼링 부분 즉 편챔퍼(CF2)가 마련되어 있다. 또한, 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)에 편챔퍼(CF2)가 마련됨으로써, 그 제 1 맞물림 이빨(42c)의 제 1 맞물림 이빨(50a)측의 단면으로서 제 1 맞물림 이빨(50a)에 맞닿는 맞닿음면에는, 화살표 A1, A2 방향에 대하여, 제 1 맞물림 이빨(42c)의 제 1 회전 축선(C1) 방향의 길이가 감소하도록 경사지는 제 1 경사면(42d)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 링 기어(42)에 형성된 복수의 제 1 맞물림 이빨(42c)에는, 그 제 1 맞물림 이빨(42c)의 화살표 A1 방향의 양측에 제 1 회전 축선(C1)에 대하여 대략 평행한 평행면(42e, 42f)이 각각 형성되어 있다.
즉, 제 1 링 기어(42)에 형성된 제 1 맞물림 이빨(42c) 및 제 1 가동 슬리브(50)에 형성된 제 1 맞물림 이빨(50a)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 이동 기구(52)에 의해 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)이 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)에 접근하는 방향으로 이동하여 제 1 맞물림 이빨(50a)의 제 1 맞물림 이빨(42c)측의 단부가 제 1 맞물림 이빨(42c)의 제 1 맞물림 이빨(50a)측의 단부에 맞닿은 경우에 있어서, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도가 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도보다 클 때에, 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 맞물림 이빨(42c)이 맞물리도록 편챔퍼(CF1, CF2)가 형성되어 있다.
이상과 같이 구성된 4륜 구동 차량(10)에서는, 예를 들면, 제 1 맞물림식 클러치(24) 및 제 2 맞물림식 클러치(32)가 함께 계합되어 있는 4륜 구동 상태에 있어서, 전자 제어 장치(100)에서 2륜 구동 주행 모드가 선택되면, 제 1 이동 기구(52)에 의해 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 맞물림 위치로부터 상기 제 1 비맞물림 위치로 이동하여 제 1 맞물림식 클러치(24)가 해방되고, 제 2 이동 기구(106)에 의해 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 맞물림 위치로부터 상기 제 2 비맞물림 위치로 이동하여 제 2 맞물림식 클러치(32)가 해방되어, 프로펠러 샤프트(28)를 엔진(12) 및 좌우 한 쌍의 후륜(16L, 16R)으로부터 각각 분리한 디스커넥트 상태가 된다. 또한, 상기 디스커넥트 상태로부터, 전자 제어 장치(100)에서 4륜 구동 주행 모드가 선택되면, 제 2 이동 기구(106)의 동기 기구(116)에 의해 제 2 링 기어(92)의 회전 속도와 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도가 동기되어, 제 1 이동 기구(52)에 의해 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 비맞물림 위치로부터 상기 제 1 맞물림 위치로 이동하여 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합된다. 그리고, 제 1 맞물림식 클러치(24)의 계합 후에, 제 2 이동 기구(106)에 의해 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 비맞물림 위치로부터 상기 제 2 맞물림 위치로 이동하여 제 2 맞물림식 클러치(32)가 계합되어, 상기 디스커넥트 상태가 해제된다.
도 6은, 전자 제어 장치(100)에 구비된 제어 기능의 주요부를 설명하는 기능 블록선도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 전자 제어 장치(100)에는, 4륜 구동 차량(10)에 마련된 각 센서에 의해 검출되는 각종 입력 신호가 공급되도록 되어 있다. 예를 들면, 제 1 차륜 속도 센서(142)에 의해 검출되는 전륜(14L, 14R)의 회전 속도(Vwfl, Vwfr)(rpm)를 나타내는 신호와, 제 2 차륜 속도 센서(144)에 의해 검출되는 후륜(16L, 16R)의 회전 속도(Vwrl, Vwrr)(rpm)를 나타내는 신호와, 4WD 주행 모드 전환 스위치(146)로부터 검출되는 4륜 구동 주행 모드가 선택되었는지 여부를 나타내는 ON, OFF 신호와, 차속 센서(148)로부터 검출되는 4륜 구동 차량(10)의 차속(V)(km/h)을 나타내는 신호와, 제 1 회전 속도 센서(150)에 의해 검출되는 프로펠러 샤프트(28)의 회전 속도(Vps)(rpm)를 나타내는 신호와, 제 2 회전 속도 센서(152)에 의해 검출되는 커플링 커버(34La, 34Ra)의 회전 속도(Vcp)(rpm) 즉 중앙 차축(98)의 회전 속도를 나타내는 신호와, 제 1 포지션 센서(154)에 의해 검출되는 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합되어 있는지 여부를 나타내는 ON, OFF 신호, 즉 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 맞물림 위치에 있는지 여부를 나타내는 ON, OFF 신호와, 제 2 포지션 센서(156)에 의해 검출되는 제 2 맞물림식 클러치(32)가 계합되어 있는지 여부를 나타내는 ON, OFF 신호, 즉 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 맞물림 위치에 있는지 여부를 나타내는 ON, OFF 신호가 전자 제어 장치(100)에 입력된다.
또한, 전자 제어 장치(100)로부터, 4륜 구동 차량(10)에 마련된 각 장치에 각종 출력 신호가 공급되도록 되어 있다. 예를 들면, 제 1 맞물림식 클러치(24)를 계합시키기 위해 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)에 공급되는 제 1 구동 전류(I1)(A)와, 제 2 맞물림식 클러치(32)를 계합시키기 위해 제 2 액추에이터(110)의 제 2 전자 코일(120)에 공급되는 제 2 구동 전류(I2)(A)와, 후륜(16L)과 중앙 차축(98)과의 사이에서 전달되는 전달 토크를 제어하기 위해 좌측 제어 커플링(34L)의 전자 코일(도면에 나타내지 않음)에 공급되는 좌측 커플링 구동 전류(Icpl)(A)와, 후륜(16R)과 중앙 차축(98)과의 사이에서 전달하는 전달 토크를 제어하기 위해 우측 제어 커플링(34R)의 전자 코일(도면에 나타내지 않음)에 공급되는 우측 커플링 구동 전류(Icpr)(A)와, 이 전자 제어 장치(100)로부터 각 부(部)로 공급된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 전자 제어 장치(100)에는, 주행 모드 전환 판정부(160)와, 커플링 제어부(162)와, 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)와, 제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)가 구비되어 있다. 주행 모드 전환 판정부(160)는, 엔진(12)으로부터 좌우 한 쌍의 전륜(14L, 14R)으로 구동력을 전달하는 2륜 구동 상태가 실행되는 2륜 구동 주행 모드로부터, 엔진(12)으로부터 좌우 한 쌍의 후륜(16L, 16R)으로도 구동력을 전달하는 4륜 구동 상태가 실행되는 4륜 구동 주행 모드로 전환되었는지 여부를 판정, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)에 있어서 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)이 맞물리지 않는 제 1 비맞물림 상태로부터 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)이 맞물리는 제 1 맞물림 상태로 전환하는 전환 요구가 있었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 주행 모드 전환 판정부(160)는, 4WD 주행 모드 전환 스위치(146)가 운전자에 의해 조작되면, 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)에 있어서 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환하는 전환 요구가 있었다고 판정한다.
커플링 제어부(162)에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 회전 속도차 연산부(162a)와, 4WD 전환 판정부(162b)와, 차륜 선택부(162c)가 구비되어 있다. 커플링 제어부(162)는, 좌측 제어 커플링(34L)의 전자 코일에 공급하는 좌측 커플링 구동 전류(Icpl)(A)와 우측 제어 커플링(34R)의 전자 코일에 공급하는 우측 커플링 구동 전류(Icpr)(A)를 제어하여, 좌측 제어 커플링(34L)에 의해 중앙 차축(98)으로부터 후륜(16L)으로의 전달 토크 또는 후륜(16L)으로부터 중앙 차축(98)으로의 전달 토크를 제어함과 함께, 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)으로부터 후륜(16R)으로의 전달 토크 또는 후륜(16R)으로부터 중앙 차축(98)으로의 전달 토크를 제어한다.
회전 속도차 연산부(162a)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)에 있어서 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환하는 전환 요구가 있었다고 판정되면, 좌측 제어 커플링(34L)에 의해 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도(V1kl)(rpm)와 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도(V1rl)(rpm)와의 차(V1kl-V1rl) 즉 제 1 회전 속도차(Vs1)(rpm)와, 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도(V1kr)(rpm)와 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도(V1rr)(rpm)와의 차(V1kr-V1rr) 즉 제 2 회전 속도차(Vs2)(rpm)를 연산한다.
또한, 좌측 제어 커플링(34L)에 의해 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도(V1kl)와, 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도(V1kr)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되었을 때의 제 1 차륜 속도 센서(142)로부터 검출되는 전륜(14L)의 회전 속도(Vwfl)(rpm)와 전륜(14R)의 회전 속도(Vwfr)(rpm)로부터 산출된다. 즉, 회전 속도(V1kl) 및 회전 속도(V1kr)는, 전륜(14L)의 회전 속도(Vwfl)(rpm)와 전륜(14R)의 회전 속도(Vwfr)(rpm)와의 평균 회전 속도(Vwfav)((Vwfl+Vwfr)÷2)이다. 또한, 좌측 제어 커플링(34L)에 의해 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결된 경우에 있어서의 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도(V1rl)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되었을 때의 제 2 차륜 속도 센서(144)로부터 검출되는 후륜(16L)의 회전 속도(Vwrl)(rpm)와 미리 설정된 전후 링 기어비차(G)로부터 산출된다. 또한, 회전 속도(V1rl)는, 제 2 맞물림식 클러치(32)가 계합되어 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)이 후륜(16L)에 동력 전달 가능하게 연결된 경우에 있어서의 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도이다. 또한, 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결된 경우에 있어서의 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도(V1rr)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되었을 때의 제 2 차륜 속도 센서(144)로부터 검출되는 후륜(16R)의 회전 속도(Vwrr)(rpm)와 미리 설정된 전후 링 기어비차(G)로부터 산출된다. 또한, 회전 속도(V1rr)는, 제 2 맞물림식 클러치(32)가 계합되어 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)이 후륜(16R)에 동력 전달 가능하게 연결된 경우에 있어서의 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도이다.
4WD 전환 판정부(162b)는, 회전 속도차 연산부(162a)에서 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2)가 연산되면, 그 연산된 제 1 회전 속도차(Vs1) 및 제 2 회전 속도차(Vs2)와 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되었을 때의 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)에 의거하여, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 원활하게 전환되었는지 여부, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 원활하게 전환되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 4WD 전환 판정부(162b)는, 회전 속도차 연산부(162a)에서 연산된 제 1 회전 속도차(Vs1)(rpm)와 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)에 의해 구해지는 제 1 점(P1)과, 회전 속도차 연산부(162a)에서 연산된 제 2 회전 속도차(Vs2)(rpm)와 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)에 의해 구해지는 제 2 점(P2)의 적어도 일방이, 도 7에 나타내는 미리 설정된 전환 가능 영역(소정 범위)(Sok) 내에 있는 경우에는, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 원활하게 전환되는, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 원활하게 전환된다고 판정한다. 도 7에 나타내는 맵에는, 전환 가능 영역(Sok) 외에, 전환음이 큰 영역(Sng1)과, 전환 불가 영역(Sng2)과, 전환 목표차 회전 도출선(Lt)이 미리 기억되어 있다. 또한, 전환음이 큰 영역(Sng1)은, 회전 속도차 연산부(162a)에서 연산된 회전 속도차(Vs)가 전환음이 큰 영역(Sng1) 내가 되는 후륜(16L, 16R)을 제어 커플링(34L, 34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결하면, 예를 들면 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환하는 경우에 있어서 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도가 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도보다 비교적 지나치게 커져, 제 1 맞물림 이빨(50a)이 제 1 맞물림 이빨(42c)에 맞물렸을 때에 운전자에게 알 수 있을 정도의 이음 즉 전환음 혹은 진동이 발생해버리는 영역이다. 또한, 전환 불가 영역(Sng2)은, 회전 속도차 연산부(162a)에서 연산된 회전 속도차(Vs)가 전환 불가 영역(Sng2) 내가 되는 후륜(16L, 16R)을 제어 커플링(34L, 34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결하면, 예를 들면 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환하는 경우에 있어서 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도가 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도보다 느려져, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)에 형성된 편챔퍼(CF1)가 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)에 형성된 편챔퍼(CF2)에 맞닿아도, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)이 서로 맞물리지 않게 되는 영역이다. 또한, 전환 가능 영역(Sok)은, 회전 속도차 연산부(162a)에서 연산된 회전 속도차(Vs)가 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 후륜(16L, 16R)을 제어 커플링(34L, 34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결하면, 예를 들면 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환하는 경우에 있어서 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도가 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도보다 적절히 커져, 제 1 맞물림 이빨(50a)이 제 1 맞물림 이빨(42c)에 맞물렸을 때에 운전자에게 알 수 있을 정도의 이음 즉 전환음을 발생시키지 않는 영역이다. 또한, 전환 목표차 회전 도출선(Lt)은, 차속 센서(148)로부터 검출되는 차속(V)(km/h)에 의해, 예를 들면, 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환하는 경우에 있어서 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)이 가장 원활하게 맞물려지도록 설정된, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도와 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도와의 이상(理想) 회전 속도차(설정 회전 속도차)(Vst)를 도출하는 선이다.
4WD 전환 판정부(162b)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)이 예를 들면 V4(km/h)인 경우에 있어서, 제 1 점(P1)과 제 2 점(P2) 모두가 전환 가능 영역(Sok) 내에 있는 경우에는, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 원활하게 전환된다고 판정, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 원활하게 전환된다고 판정한다. 또한, 도 8에 있어서 파선으로 나타나 있는 제 1 외륜선(L1l)은, 예를 들면 차폭 방향으로 작용하는 가로 방향 가속도가 소정 가속도(A)(G)로 우측으로 4륜 구동 차량(10)이 차속(V)(km/h)으로 선회하는 차량 선회 주행시에 있어서, 외륜인 후륜(16L)에 중앙 차축(98)이 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)(rpm)를 나타내는 선이다. 또한, 상기 서술한 「A」는 미리 설정된 값이다. 또한, 도 8에 있어서 파선으로 나타나 있는 제 1 내륜선(L1r)은, 예를 들면 차폭 방향으로 작용하는 가로 방향 가속도가 소정 가속도(A)(G)로 우측으로 4륜 구동 차량(10)이 차속(V)(km/h)으로 선회하는 차량 선회 주행 시에 있어서, 내륜인 후륜(16R)에 중앙 차축(98)이 연결되었을 때에 있어서의 제 2 회전 속도차(Vs2)(rpm)를 나타내는 선이다. 또한, 도 8에 있어서 파선으로 나타나 있는 제 2 외륜선(L2l)은, 예를 들면 차폭 방향으로 작용하는 가로 방향 가속도가 소정 가속도(2A)(G)로 우측으로 4륜 구동 차량(10)이 차속(V)(km/h)으로 선회하는 차량 선회 주행 시에 있어서, 외륜인 후륜(16L)에 중앙 차축(98)이 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)(rpm)를 나타내는 선이다. 또한, 도 8에 있어서 파선으로 나타나 있는 제 2 내륜선(L2r)은, 예를 들면 차폭 방향으로 작용하는 가로 방향 가속도가 소정 가속도(2A)(G)로 우측으로 4륜 구동 차량(10)이 차속(V)(km/h)으로 선회하는 차량 선회 주행 시에 있어서, 내륜인 후륜(16R)에 중앙 차축(98)이 연결되었을 때에 있어서의 제 2 회전 속도차(Vs2)(rpm)를 나타내는 선이다. 또한, 도 8에 있어서 파선으로 나타나 있는 제 3 외륜선(L3l)은, 예를 들면, 차폭 방향으로 작용하는 가로 방향 가속도가 소정 가속도(3A)(G)로 우측으로 4륜 구동 차량(10)이 차속(V)(km/h)으로 선회하는 차량 선회 주행 시에 있어서, 외륜인 후륜(16L)에 중앙 차축(98)이 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)(rpm)를 나타내는 선이다. 또한, 도 8에 있어서 파선으로 나타나 있는 제 3 내륜선(L3r)은, 예를 들면 차폭 방향으로 작용하는 가로 방향 가속도가 소정 가속도(3A)(G)로 우측으로 4륜 구동 차량(10)이 차속(V)(km/h)으로 선회하는 차량 선회 주행 시에 있어서, 내륜인 후륜(16R)에 중앙 차축(98)이 연결되었을 때에 있어서의 제 2 회전 속도차(Vs2)(rpm)를 나타내는 선이다. 또한, 도 8에 있어서 파선으로 나타나 있는 제 4 외륜선(L4l)은, 예를 들면 차폭 방향으로 작용하는 가로 방향 가속도가 소정 가속도(4A)(G)로 우측으로 4륜 구동 차량(10)이 차속(V)(km/h)으로 선회하는 차량 선회 주행 시에 있어서, 외륜인 후륜(16L)에 중앙 차축(98)이 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)(rpm)를 나타내는 선이다. 또한, 도 8에 있어서 파선으로 나타나 있는 제 4 내륜선(L4r)은, 예를 들면 차폭 방향으로 작용하는 가로 방향 가속도가 소정 가속도(4A)(G)로 우측으로 4륜 구동 차량(10)이 차속(V)(km/h)으로 선회하는 차량 선회 주행 시에 있어서, 내륜인 후륜(16R)에 중앙 차축(98)이 연결되었을 때에 있어서의 제 2 회전 속도차(Vs2)(rpm)를 나타내는 선이다. 또한, 도 8 및 도 9에 있어서 일점 쇄선으로 나타나 있는 제 1 직진선(L1s)은, 4륜 구동 차량(10)이 차속(V)으로 직진 주행하는 차량 직진 주행 시에 있어서, 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2)를 나타내는 선이다. 또한, 차량 직진 주행 시에는, 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2)는 동일한 값이 된다.
또한, 4WD 전환 판정부(162b)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)이 예를 들면 V1(km/h)인 경우에 있어서, 제 1 점(P1)과 제 2 점(P2) 모두가 전환 가능 영역(Sok) 내에 없는 경우 즉 제 1 점(P1)과 제 2 점(P2)이 전환음이 큰 영역(Sng1) 내에 있는 경우에는, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 원활하게 전환되지 않으면, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 원활하게 전환되지 않는다고 판정한다. 또한, 도 9에 있어서 일점 쇄선으로 나타나 있는 제 1 직경차 선(L1d)은, 전륜(14L, 14R)의 직경이 후륜(16L, 16R)의 직경보다 소정값(DA1)(%)만큼 작은 전륜(14L, 14R)을 장착하여 차속(V)으로 직진 주행하는 차량 직진 주행 시에 있어서, 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2)를 나타내는 선이다. 또한, 도 9에 있어서 일점 쇄선으로 나타나 있는 제 2 직경차 선(L2d)은, 전륜(14L, 14R)의 직경이 후륜(16L, 16R)의 직경보다 소정값(DA2)(%)만큼 작은 전륜(14L, 14R)을 장착하여 차속(V)으로 직진 주행하는 차량 직진 주행 시에 있어서, 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2)를 나타내는 선이다. 또한, 도 9에 있어서 일점 쇄선으로 나타나 있는 제 3 직경차 선(L3d)은, 전륜(14L, 14R)의 직경이 후륜(16L, 16R)의 직경보다 소정값(DA3)(%)만큼 작은 전륜(14L, 14R)을 장착하여 차속(V)으로 직진 주행하는 차량 직진 주행 시에 있어서, 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2)를 나타내는 선이다. 또한, 소정값(DA1, DA2, DA3)의 대소 관계는, DA1<DA2<DA3이다. 또한, 도 9에 있어서 일점 쇄선으로 나타나 있는 제 4 직경차 선(L4d)은, 전륜(14L, 14R)의 직경이 후륜(16L, 16R)의 직경보다 소정값(DB1)(%)만큼 큰 전륜(14L, 14R)을 장착하여 차속(V)으로 직진 주행하는 차량 직진 주행 시에 있어서, 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2)를 나타내는 선이다. 또한, 도 9에 있어서 일점 쇄선으로 나타나 있는 제 5 직경차 선(L5d)은, 전륜(14L, 14R)의 직경이 후륜(16L, 16R)의 직경보다 소정값(DB2)(%)만큼 큰 전륜(14L, 14R)을 장착하여 차속(V)으로 직진 주행하는 차량 직진 주행 시에 있어서, 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2)를 나타내는 선이다. 또한, 도 9에 있어서 일점 쇄선으로 나타나 있는 제 6 직경차 선(L6d)은, 전륜(14L, 14R)의 직경이 후륜(16L, 16R)의 직경보다 소정값(DB3)(%)만큼 큰 전륜(14L, 14R)을 장착하여 차속(V)으로 직진 주행하는 차량 직진 주행 시에 있어서, 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2)를 나타내는 선이다. 또한, 도 9에 있어서 일점 쇄선으로 나타나 있는 제 7 직경차 선(L7d)은, 전륜(14L, 14R)의 직경이 후륜(16L, 16R)의 직경보다 소정값(DB4)(%)만큼 큰 전륜(14L, 14R)을 장착하여 차속(V)으로 직진 주행하는 차량 직진 주행 시에 있어서, 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되었을 때에 있어서의 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2)를 나타내는 선이다. 또한, 소정값(DB1, DB2, DB3, DB4)의 대소 관계는, DB1<DB2<DB3<DB4이다. 또한, 차량 직진 주행 시에는, 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2)는 동일한 값이 된다.
차륜 선택부(162c)는, 4WD 전환 판정부(162b)에서 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 원활하게 전환되면 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 원활하게 전환된다고 판정되면, 좌우 한 쌍의 후륜(16L) 및 후륜(16R)의 일방의 후륜을 중앙 차축(98)에 연결하는 좌우 한 쌍의 좌측 제어 커플링(34L) 및 우측 제어 커플링(34R)의 일방의 제어 커플링을 선택한다. 예를 들면, 차륜 선택부(162c)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 4WD 전환 판정부(162b)에서 구해진 제 1 점(P1)과 제 2 점(P2) 모두가 전환 가능 영역(Sok)에 있는 경우에는, 차속 센서(148)로부터 검출되는 차속(V)(km/h) 예를 들면 V4(km/h)와 전환 목표차 회전 도출선(Lt)으로부터 이상 회전 속도차(Vst)(rpm)를 도출하여, 그 이상 회전 속도차(Vst)(rpm)와 제 1 점(P1) 즉 제 1 회전 속도차(Vs1)(rpm)와의 차(S1)(rpm), 및 이상 회전 속도차(Vst)(rpm)와 제 2 점(P2) 즉 제 2 회전 속도차(Vs2)(rpm)와의 차(S2) 중 작은 쪽의 차 즉 차(S2)가 되도록 제 2 점(P2)을 선택하여, 제 2 점(P2)이 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결하는 우측 제어 커플링(34R)을 선택한다.
또한, 예를 들면, 차륜 선택부(162c)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)이 예를 들면 V3(km/h)인 경우에 있어서, 4WD 전환 판정부(162b)에서 구해진 제 2 점(P2)이 전환 가능 영역(Sok)에 있으며, 4WD 전환 판정부(162b)에서 구해진 제 1 점(P1)이 전환 불가 영역(Sng2)에 있는 경우에는, 제 2 점(P2) 즉 제 2 회전 속도차(Vs2)가 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결하는 우측 제어 커플링(34R)을 선택한다. 또한, 예를 들면, 차륜 선택부(162c)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)이 예를 들면 V2(km/h)인 경우에 있어서, 4WD 전환 판정부(162b)에서 구해진 제 1 점(P1)이 전환 가능 영역(Sok)에 있으며, 4WD 전환 판정부(162b)에서 구해진 제 2 점(P2)이 전환음이 큰 영역(Sng1)에 있는 경우에는, 제 1 점(P1) 즉 제 1 회전 속도차(Vs1)가 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결하는 좌측 제어 커플링(34L)을 선택한다.
또한, 차륜 선택부(162c)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)이 예를 들면 V1(km/h)이며, 4WD 전환 판정부(162b)에서 구해진 제 1 점(P1)이 전환 불가 영역(Sng2)에 있으며, 4WD 전환 판정부(162b)에서 구해진 제 2 점(P2)이 전환음이 큰 영역(Sng1)에 있는 경우, 즉 제 1 점(P1)과 제 2 점(P2) 모두가 전환 가능 영역(Sok)에 없어 4WD 전환 판정부(162b)에서 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 원활하게 전환되지 않는다고 판정되고 있어도, 예를 들면, 전륜(14L, 14R) 및 후륜(16L, 16R) 중 적어도 하나가 슬립 등 하여, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 전환할 필요 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환할 필요가 있다고 판정되면, 제 1 점(P1) 즉 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 점(P2) 즉 제 2 회전 속도차(Vs2) 중 큰 쪽의 회전 속도차(Vs)가 되는 제 2 점(P2)을 선택하여, 제 2 점(P2)이 전환음이 큰 영역(Sng1) 내가 되는 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결하는 우측 제어 커플링(34R)을 선택한다.
커플링 제어부(162)는, 차륜 선택부(162c)에서 우측 제어 커플링(34R) 및 좌측 제어 커플링(34L) 중 어느 제어 커플링이 선택되면, 그 선택된 제어 커플링의 전자 코일에 커플링 구동 전류를 공급한다. 예를 들면, 커플링 제어부(162)는, 차륜 선택부(162c)에서 우측 제어 커플링(34R)이 선택되면, 우측 제어 커플링(34R)의 전자 코일에 미리 설정된 소정값(Icpr1)(A)의 우측 커플링 구동 전류(Icpr)(A)를 공급한다. 또한, 커플링 제어부(162)는, 차륜 선택부(162c)에서 좌측 제어 커플링(34L)이 선택되면, 좌측 제어 커플링(34L)의 전자 코일에 미리 설정된 소정값(Icpl1)(A)의 좌측 커플링 구동 전류(Icpl)(A)를 공급한다. 또한, 소정값(Icpr1)(A)은, 우측 제어 커플링(34R)이 완전 결합하도록 즉 후륜(16R)과 중앙 차축(98)이 일체 회전하도록, 미리 설정된 우측 커플링 구동 전류(Icpr)(A)이다. 또한, 소정값(Icpl1)(A)은, 좌측 제어 커플링(34L)이 완전 결합하도록 즉 후륜(16L)과 중앙 차축(98)이 일체 회전하도록, 미리 설정된 좌측 커플링 구동 전류(Icpl)(A)이다.
커플링 제어부(162)는, 차륜 선택부(162c)에서 우측 제어 커플링(34R) 및 좌측 제어 커플링(34L) 모두가 선택되지 않으면, 우측 제어 커플링(34R)의 전자 코일과 좌측 제어 커플링(34L)의 전자 코일 중 어느 것에도 커플링 구동 전류를 공급하지 않고, 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로의 전환, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환하는 전환을 금지한다.
제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제 1 클러치 계합 완료 판정부(164a)를 구비하고 있다. 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되고, 또한, 차륜 선택부(162c)에서 선택된 우측 제어 커플링(34R) 또는 좌측 제어 커플링(34L)의 일방의 전자 코일에 커플링 구동 전류가 공급되면, 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)에 제 1 구동 전류(I1)(A)를 공급한다. 이에 따라, 제 1 가동 슬리브(50)가, 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 제 2 피스톤(72)의 돌기(72a)가 홀더(74)의 괘지 이빨(74a)에 계지되어 있는 상기 제 1 비맞물림 위치를 넘어 베어링(48a)측으로 이동된다.
제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 동기 완료 판정부(166a)와, 제 2 클러치 계합 완료 판정부(166b)를 구비하고 있다. 제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되고, 또한, 차륜 선택부(162c)에서 선택된 우측 제어 커플링(34R) 또는 좌측 제어 커플링(34L)의 일방의 전자 코일에 커플링 구동 전류가 공급되면, 제 2 액추에이터(110)의 제 2 전자 코일(120)에 제 2 구동 전류(I2)(A)를 공급한다. 이에 따라, 제 2 가동 슬리브(104)가, 제 2 스프링(112)의 가압력에 저항하여 제 2 피스톤(126)의 돌기(126a)가 홀더(128)의 괘지 이빨(128a)에 괘지되어 있는 상기 제 2 비맞물림 위치를 넘어 베어링(94a)측으로 이동되면, 동기 기구(116)에 의해 제 2 링 기어(92)의 회전 속도와 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도 즉 중앙 차축(98)의 회전 속도가 회전 동기된다.
동기 완료 판정부(166a)는, 제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)에서 제 2 구동 전류(I2)(A)가 공급되면, 제 2 링 기어(92)의 회전 속도와 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도가 동기되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 동기 완료 판정부(166a)는, 제 1 회전 속도 센서(150)에 의해 검출되는 프로펠러 샤프트(28)의 회전 속도(Vps)(rpm)와, 프로펠러 샤프트(28)에 일체적으로 마련된 드라이브 피니언(90)과 제 2 링 기어(92)와의 기어비로부터 제 2 링 기어(92)의 회전 속도를 산출함과 함께, 제 2 회전 속도 센서(152)에 의해 검출되는 커플링 커버(34La, 34Ra)의 회전 속도(Vcp)(rpm) 즉 중앙 차축(98)의 회전 속도로부터 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도를 산출하고, 산출된 제 2 링 기어(92)의 회전 속도와 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도와의 차회전이 소정의 동기 판정 범위 내가 되면, 제 2 링 기어(92)의 회전 속도와 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도가 동기되었다고 판정한다.
제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)는, 동기 완료 판정부(166a)에서 제 2 링 기어(92)의 회전 속도와 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도가 동기되었다고 판정되면, 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)에 공급하고 있는 제 1 구동 전류(I1)(A)의 크기를 작게 하여 제 1 전자 코일(64)에 공급되고 있던 제 1 구동 전류(I1)의 공급을 정지한다. 이에 따라, 제 1 가동 슬리브(50)가 제 1 스프링(58)의 가압력에 의해 상기 제 1 맞물림 위치로 이동한다.
제 1 클러치 계합 완료 판정부(164a)는, 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)에서 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)에 공급하고 있는 제 1 구동 전류(I1)의 크기가 작아지면, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합 완료되었는지 여부, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)가 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 제 1 클러치 계합 완료 판정부(164a)는, 제 1 포지션 센서(154)에 의해 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 맞물림 위치에 있다고 검출되면, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환되었다고 판정한다.
제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)는, 제 1 클러치 계합 완료 판정부(164a)에서 제 1 맞물림식 클러치(24)가 상기 제 1 비맞물림 위치로부터 상기 제 1 맞물림 위치로 전환되었다고 판정되면, 제 2 액추에이터(110)의 제 2 전자 코일(120)에 공급하고 있는 제 2 구동 전류(I2)(A)의 크기를 작게 하여 제 2 전자 코일(120)에 공급되고 있던 제 2 구동 전류(I2)의 공급을 정지한다. 이에 따라, 제 2 가동 슬리브(104)가 제 2 스프링(112)의 가압력에 의해 상기 제 2 맞물림 위치로 이동한다.
제 2 클러치 계합 완료 판정부(166b)는, 제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)에서 제 2 액추에이터(110)의 제 2 전자 코일(120)에 공급하고 있는 제 2 구동 전류(I2)의 크기가 작아지면, 제 2 맞물림식 클러치(32)가 계합 완료되었는지 여부, 즉 제 2 맞물림식 클러치(32)에 있어서 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)이 맞물리지 않는 제 2 비맞물림 상태로부터 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)이 맞물리는 제 2 맞물림 상태로 전환되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 제 2 클러치 계합 완료 판정부(166b)는, 제 2 포지션 센서(156)에 의해 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 맞물림 위치에 있다고 검출되면, 제 2 맞물림식 클러치(32)가 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환되었다고 판정한다.
커플링 제어부(162)는, 제 2 클러치 계합 완료 판정부(166b)에서 제 2 맞물림식 클러치(32)가 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환되었다고 판정되면, 차륜 선택부(162c)에서 선택된 우측 제어 커플링(34R)과 좌측 제어 커플링(34L) 중 어느 것의 제어 커플링에 공급되고 있던 커플링 구동 전류의 공급을 정지하고, 그 후, 차량 주행 상태에 따라, 우측 제어 커플링(34R)의 전자 코일에 공급하는 우측 커플링 구동 전류(Icpr)(A)와, 좌측 제어 커플링(34L)의 전자 코일에 공급하는 좌측 커플링 구동 전류(Icpl)(A)를 제어한다.
도 10은, 전자 제어 장치(100)에 있어서, 2륜 구동 주행 중에 있어서 엔진(12)으로부터 전륜(14L, 14R)으로 구동력을 전달하는 2륜 구동 상태로부터, 엔진(12)으로부터 후륜(16L, 16R)으로도 구동력을 전달하는 4륜 구동 상태로, 전환되기까지의 작동의 일례를 설명하는 플로우 차트이다.
우선, 주행 모드 전환 판정부(160)의 기능에 대응하는 단계(이하, 단계를 생략함) S1에 있어서, 상기 2륜 구동 상태가 실행되는 2륜 구동 주행 모드로부터, 상기 4륜 구동 상태가 실행되는 4륜 구동 주행 모드로 전환되었는지 여부가 판정된다. S1의 판정이 부정되면, 재차 S1이 실행되지만, S1의 판정이 긍정되면, 회전 속도차 연산부(162a)의 기능에 대한 S2가 실행된다. S2에서는, 좌측 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도(V1kl)와 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도(V1rl)와의 차 즉 제 1 회전 속도차(Vs1)와, 우측 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)의 회전 속도(V1kr)와 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)의 회전 속도(V1rr)와의 차 즉 제 2 회전 속도차(Vs2)(rpm)가 연산된다.
이어서, 4WD 전환 판정부(162b)의 기능에 대응하는 S3에 있어서, S2에서 연산된 제 1 회전 속도차(Vs1) 및 제 2 회전 속도차(Vs2)와 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)에 의거하여, 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 원활하게 전환되었는지 여부, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 원활하게 전환되었는지 여부가 판정된다. S3의 판정이 긍정되면, 차륜 선택부(162c)의 기능에 대응하는 S4가 실행되지만, S3의 판정이 부정되면, 차륜 선택부(162c)의 기능에 대응하는 S5가 실행된다. S4에서는, 좌륜 즉 후륜(16L)과 우륜 즉 후륜(16R) 중 회전 속도차(Vs)가 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 차륜이 선택되고, 그 선택된 차륜을 중앙 차축(98)에 연결하는 제어 커플링이 선택된다. S5에서는, 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 전환할 필요 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환할 필요가 있는지 여부가 판정된다. S5의 판정이 부정되는 경우에는, 본 루틴이 종료되지만, S5의 판정이 긍정되는 경우에는, 차륜 선택부(162c)의 기능에 대응하는 S6이 실행된다.
S6에서는, 좌륜 즉 후륜(16L)과 우륜 즉 후륜(16R) 중 회전 속도차(Vs)가 전환음이 큰 영역(Sng1) 내가 되는 차륜이 선택되고, 그 선택된 차륜을 중앙 차축(98)에 연결하는 제어 커플링이 선택된다. 이어서, 커플링 제어부(162), 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164), 및 제 2 맞물림식 클러치 제어부(166) 등의 기능에 대응하는 S7이 실행된다. S7에서는, S4 또는 S6에서 선택된 후륜이 제어 커플링에 의해 중앙 차축(98)에 연결되어, 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 전환하는 전환 제어 시퀀스가 실행된다.
도 11은, 도 10의 플로우 차트에 나타내는 S7이 실행된 경우, 즉 상기 전환 제어 시퀀스가 실행된 경우의 타임 차트이다. 또한, 도 11의 타임 차트에서는, S4에서 좌륜인 후륜(16L)이 선택되고, 그 선택된 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결하는 좌측 제어 커플링(34L)이 선택되어 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, S4에서 좌측 제어 커플링(34L)이 선택(도 11의 제 1 시점(t1))되면, 그 선택된 좌측 제어 커플링(34L)의 전자 코일에 소정값(Icpl1)(A)의 좌측 커플링 구동 전류(Icpl)가 공급됨과 함께, 제 1 구동 전류(I1)와 제 2 구동 전류(I2)가 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)과 제 2 액추에이터(110)의 제 2 전자 코일(120)에 공급된다. 또한, 제 2 구동 전류(I2)가 제 2 전자 코일(120)에 공급되면, 제 2 맞물림식 클러치(32)의 동기 기구(116)가 작동하여 제 2 맞물림식 클러치(32)에 있어서 제 2 링 기어(92)의 회전 속도와 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도가 동기된다.
이어서, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제 2 링 기어(92)의 회전 속도와 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도가 동기(도 11의 제 2 시점 t2)되면, 제 1 전자 코일(64)에 공급되고 있던 제 1 구동 전류(I1)(A)의 크기를 작게 하여 제 1 구동 전류(I1)의 공급을 정지시킨다. 또한, 제 1 구동 전류(I1)(A)의 크기가 작아지면 제 1 스프링(58)의 가압력에 의해 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 맞물림 위치로 이동한다. 그리고, 이어서, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환되면(도 11의 제 3 시점 t3), 제 2 전자 코일(120)에 공급되고 있던 제 2 구동 전류(I2)(A)의 크기를 작게 하여 제 2 구동 전류(I2)의 공급을 정지시킨다. 또한, 제 2 구동 전류(I2)(A)의 크기가 작아지면 제 2 스프링(112)의 가압력에 의해 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 맞물림 위치로 이동한다. 그리고, 이어서 제 2 맞물림식 클러치(32)가 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환되면(도 11의 제 4 시점(t4)), 좌측 제어 커플링(34L)의 전자 코일에 공급되고 있던 좌측 커플링 구동 전류(Icpl)(A)의 공급을 정지시킨다. 이에 따라, 제 1 맞물림식 클러치(24)에 의해 엔진(12)과 프로펠러 샤프트(28)와의 사이의 동력 전달 경로가 접속됨과 함께, 제 2 맞물림식 클러치(32)에 의해 프로펠러 샤프트(28)와 중앙 차축(98)과의 사이의 동력 전달 경로가 접속되므로, 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 전환된다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시예의 4륜 구동 차량(10)에 의하면, 전자 제어 장치(100)는, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)이 맞물리지 않는 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 맞물림 이빨(42c)이 맞물리는 상기 제 1 맞물림 상태로 전환하는 전환 요구가 있었을 때에 있어서, 좌측 제어 커플링(34L)에 의해 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 맞물림 이빨(42c)과의 제 1 회전 속도차(Vs1)와, 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 맞물림 이빨(42c)과의 제 2 회전 속도차(Vs2)를 연산하고, 전자 제어 장치(100)는, 연산된 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2) 중 적어도 일방의 회전 속도차(Vs)가 미리 설정된 전환 가능 영역(Sok) 내에 있는 경우에는, 회전 속도차(Vs)가 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)을 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결하고, 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환하고, 연산된 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2) 모두가 전환 가능 영역(Sok) 내에 없는 경우에는, 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환하는 전환을 금지한다. 이 때문에, 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환할 때에는, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)과의 회전 속도차(Vs)가 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)을 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결할 수 있으므로, 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 맞물림 이빨(42c)을 맞물리게 할 때에 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 맞물림 이빨(42c)과의 회전 속도차(Vs)가, 전환 가능 영역(Sok) 내가 되어 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 원활하게 전환하는 것이 가능한 회전 속도차(Vs)가 된다. 이에 따라, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때 예를 들면 차량 선회 시 또는 전륜(14L, 14R)과 후륜(16L, 16R)에서 직경이 상이한 타이어를 장착하고 있을 때 등이라도 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 원활하게 전환할 수 있다.
또한, 본 실시예의 4륜 구동 차량(10)에 의하면, 전자 제어 장치(100)는, 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2) 모두가 전환 가능 영역(Sok) 내에 있는 경우에는, 미리 정해진 이상 회전 속도차(Vst)와 제 1 회전 속도차(Vs1)와의 차(S1), 및 이상 회전 속도차(Vst)와 제 2 회전 속도차(Vs2)와의 차(S2) 중 작은 쪽의 차에 대응하는 제 1 회전 속도차(Vs1) 또는 제 2 회전 속도차(Vs2)를 선택하고, 그 선택한 회전 속도차(Vs)가 되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)을 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결한다. 이 때문에, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)과의 회전 속도차(Vs)가 이상 회전 속도차(Vst)에 비교적 가까운 후륜(16L) 또는 후륜(16R)을 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결할 수 있으므로, 특히 차량의 선회 주행 시에 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 보다 원활하게 전환할 수 있다.
또한, 본 실시예의 4륜 구동 차량(10)에 의하면, 전자 제어 장치(100)는, 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2) 모두가 전환 가능 영역(Sok) 내에 없는 경우라도, 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환할 필요가 있다고 판정되는 경우에는, 제 1 회전 속도차(Vs1)와 제 2 회전 속도차(Vs2) 중 큰 쪽의 회전 속도차(Vs)가 되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)을 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결한다. 이 때문에, 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환할 필요가 있는 경우에, 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환할 수 있다.
또한, 본 실시예의 4륜 구동 차량(10)에 의하면, 전자 제어 장치(100)는, 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되면, 제 1 맞물림식 클러치(24)를 제어하여 엔진(12)과 프로펠러 샤프트(28)와의 사이의 동력 전달 경로를 동력 전달 가능하게 접속하고, 제 2 맞물림식 클러치(32)를 제어하여 프로펠러 샤프트(28)와 중앙 차축(98)과의 사이의 동력 전달 경로를 동력 전달 가능하게 접속한다. 이 때문에, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때 예를 들면 차량 선회 시 또는 전륜(14L, 14R)과 후륜(16L, 16R)에서 직경이 상이한 타이어를 장착하고 있을 때 등이라도 4륜 구동 차량(10)을 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 원활하게 전환할 수 있다.
또한, 본 실시예의 4륜 구동 차량(10)에 의하면, 제 2 맞물림식 클러치(32)에는, 프로펠러 샤프트(28)에 동력 전달 가능하게 연결된 제 2 링 기어(92)의 회전 속도와 중앙 차축(98)에 동력 전달 가능하게 연결된 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도를 동기시키는 동기 기구(116)가 구비되어 있으며, 전자 제어 장치(100)는, 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되고, 동기 기구(116)에 의해 제 2 링 기어(92)의 회전 속도와 제 2 가동 슬리브(104)의 회전 속도가 동기되면, 제 1 맞물림식 클러치(24)를 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환한다. 이 때문에, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때 예를 들면 차량 선회 시 또는 전륜(14L, 14R)과 후륜(16L, 16R)에서 직경이 상이한 타이어를 장착하고 있을 때 등이라도 4륜 구동 차량(10)을 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 보다 원활하게 전환할 수 있다.
계속해서, 본 발명의 다른 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 실시예의 서로 공통되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
[실시예 2]
도 12는, 본 발명의 다른 실시예 즉 실시예 2를 나타내는 도이며, 4륜 구동 차량(170)의 구성을 개략적으로 설명하는 골자도이다. 본 실시예의 4륜 구동 차량(170)에는, 제 1 맞물림식 클러치(제 2 클러치)(24)에 동기 기구(제 2 동기 기구)(172)가 구비되어 있는 점과, 제 2 맞물림식 클러치(맞물림식 클러치)(32)로부터 동기 기구(116)가 제거되어 있는 점에서 차이가 있으며, 그 밖의 점은, 전술의 4륜 구동 차량(10)과 대략 동일하다. 또한, 본 실시예의 4륜 구동 차량(170)의 전자 제어 장치(제어 장치)(200)는, 커플링 제어부(162)의 일부의 기능이 변경 즉 회전 속도차 연산부(162d), 4WD 전환 판정부(162e), 및 차륜 선택부(162f)의 기능이 변경되어 있는 점과, 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)의 일부의 기능이 변경 즉 동기 완료 판정부(164b)가 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)에 추가되어 있는 점과, 제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)의 일부의 기능이 변경 즉 동기 완료 판정부(166a)가 제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)로부터 삭제되어 있는 점에서 차이가 있으며, 그 밖의 점은, 전술의 4륜 구동 차량(10)의 전자 제어 장치(100)와 대략 동일하다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 동기 기구(172)는, 제 1 가동 슬리브(제 3 회전 부재)(50)에 대하여 상대 회전 불가능하고 또한 제 1 가동 슬리브(50)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 방향의 이동 가능하게 제 1 가동 슬리브(50)에 형성된 외주 스플라인 이빨(50f)에 맞물려진 제 1 마찰 계합 부재(174)와, 제 1 링 기어(제 4 회전 부재)(42)에 대하여 상대 회전 불가능하고 또한 제 1 링 기어(42)에 대하여 제 1 회전 축선(C1) 방향의 이동 가능하게 제 1 링 기어(42)에 형성된 내주 스플라인 이빨(42g)에 맞물려진 제 2 마찰 계합 부재(176)를 구비하고 있다. 이와 같이 구성된 동기 기구(172)에서는, 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 비맞물림 위치에 있으며 입력축(38)이 회전하고 있는 경우에 있어서, 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)에 제 1 구동 전류(I1)(A)가 공급되어, 제 1 가동 슬리브(50)가 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 제 2 피스톤(72)의 돌기(72a)가 홀더(74)의 괘지 이빨(74a)에 괘지되어 있는 상기 제 1 비맞물림 위치를 넘어 베어링(48a)측으로 이동되면, 제 1 가동 슬리브(50)에 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 마찰 계합 부재(174)와 제 1 링 기어(42)에 동력 전달 가능하게 연결된 제 2 마찰 계합 부재(176)가 마찰 결합하여, 제 1 가동 슬리브(50)의 회전 속도와 제 1 링 기어(42)의 회전 속도가 동기된다. 또한, 도 14에 나타내는 바와 같이, 제 2 맞물림식 클러치(32)에는, 상기 서술한 동기 기구(116)의 제 1 마찰 계합 부재(138)와 제 2 마찰 계합 부재(140)가 떼어내져 있으며, 제 2 맞물림식 클러치(32)에는, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(부구동륜측 맞물림 이빨)(104a)의 회전 속도와 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(구동력원측 맞물림 이빨)(92b)의 회전 속도를 동기시키는 상기 서술한 동기 기구(116)의 기능을 가지고 있지 않다.
도 15는, 제 1 맞물림식 클러치(24) 및 제 2 맞물림식 클러치(32)가 각각 해방된 2륜 구동 상태로부터, 제 1 맞물림식 클러치(24) 및 제 2 맞물림식 클러치(32)를 각각 계합시켜 4륜 구동 상태로 전환하는 경우에 있어서, 제 1 맞물림식 클러치(24)의 동기 기구(172)를 작동시켜, 제 1 가동 슬리브(50)의 회전 속도와 제 1 링 기어(42)의 회전 속도를 대략 동기시켜, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)과 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)을 맞물리게 하는 상태를 나타내는 도면이다. 또한, 도 15에서는, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 전환되면, 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)이 좌우의 후륜(16L, 16R)의 어느 일방에 연결된다. 또한, 도 15는, 4륜 구동 차량(170)의 전진 주행 시의 상태를 나타내는 도면이다. 또한, 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)은, 제 1 맞물림식 클러치(24)에 마련된 동기 기구(172)가 작동한 상태 또는 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합된 상태에 있어서 예를 들면 프로펠러 샤프트(28) 등을 개재하여 엔진(12)에 동력 전달 가능하게 연결되어 있으며, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)은, 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)이 계합된 상태에 있어서 예를 들면 중앙 차축(98)을 개재하여 후륜(16L) 또는 후륜(16R)으로 동력 전달 가능하게 연결되어 있다.
제 2 가동 슬리브(104)에 형성된 제 2 맞물림 이빨(104a)은, 도 15에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 제 2 가동 슬리브(104)의 외주부에 복수 형성되어 있다. 또한, 제 2 가동 슬리브(104)에 형성된 복수의 제 2 맞물림 이빨(104a)은, 각각, 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 길이 형상으로 형성되고, 또한 원통 형상의 제 2 가동 슬리브(104)의 둘레 방향으로 각각의 제 2 맞물림 이빨(104a)의 사이의 간격(D3)이 일정해지도록 형성되어 있다. 또한, 간격(D3)은, 제 2 가동 슬리브(104)에 형성된 복수의 제 2 맞물림 이빨(104a)이 제 2 링 기어(92)에 형성된 복수의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 사이에 들어가도록 설정되어 있다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로의 전환 시에 있어서, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)의 회전 속도는, 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 회전 속도보다 작고, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)과 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)은, 제 2 회전 축선(C2) 둘레 화살표 A3, A4 방향으로 회전 즉 각각 동일한 방향으로 회전하고 있다. 이 때문에, 제 2 이동 기구(106)에 의해 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 비맞물림 위치로부터 상기 제 2 맞물림 위치로 이동 즉 제 2 이동 기구(106)에 의해 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)이 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)에 접근하는 방향으로 이동하면, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)은, 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)에 대하여 화살표 F2 방향으로 상대 이동한다. 또한, 본 실시예에서는, 전술의 실시예 1과 마찬가지로, 프로펠러 샤프트(28)가 회전하고 있을 때에 있어서, 제 1 링 기어(42)의 회전 속도가 제 2 링 기어(92)의 회전 속도보다 느려지도록, 즉, 프로펠러 샤프트(28)에 마련된 드리븐 피니언(40)과 제 1 링 기어(42)와의 기어비와, 프로펠러 샤프트(28)에 마련된 드라이브 피니언(90)과 제 2 링 기어(92)와의 기어비에 차 즉 전후 링 기어비차(G)가 발생하도록, 제 1 링 기어(42) 및 제 2 링 기어(92) 등이 설계되어 있다. 이 때문에, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로의 전환 시에 있어서, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)의 회전 속도가 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 회전 속도보다 느리게 되기 쉬워진다.
또한, 제 2 가동 슬리브(104)에 형성된 복수의 제 2 맞물림 이빨(104a)에는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 각각, 그 제 2 맞물림 이빨(104a)의 제 2 맞물림 이빨(92b)측의 단면으로서 제 2 맞물림 이빨(92b)에 맞닿는 맞닿음면에, 제 2 맞물림 이빨(104a)의 치폭 전체에 걸쳐 일방향으로 경사진 챔퍼링 부분 즉 편챔퍼(CF3)가 마련되어 있다. 또한, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)에 편챔퍼(CF3)가 마련됨으로써, 그 제 2 맞물림 이빨(104a)의 제 2 맞물림 이빨(92b)측의 단면으로서 제 2 맞물림 이빨(92b)과 맞닿는 맞닿음면에는, 4륜 구동 차량(170)의 전진 주행 시에 제 2 맞물림 이빨(104a)이 회전하는 화살표 A3 방향에 대하여, 제 2 맞물림 이빨(104a)의 제 2 회전 축선(C2) 방향의 길이가 감소하도록 경사지는 제 2 경사면(104c)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 가동 슬리브(104)에 형성된 복수의 제 2 맞물림 이빨(104a)에는, 그 제 2 맞물림 이빨(104a)의 화살표 A3 방향의 양측에 제 2 회전 축선(C2)에 대하여 대략 평행한 평행면(104d, 104e)이 각각 형성되어 있다.
제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)은, 도 15에 나타내는 바와 같이, 제 2 링 기어(92)의 내주부에 복수 형성되어 있다. 또한, 제 2 링 기어(92)에 형성된 복수의 제 2 맞물림 이빨(92b)은, 각각, 제 2 회전 축선(C2) 방향으로 길이 형상으로 형성되고, 또한 그 제 2 링 기어(92)의 둘레 방향으로 각각 제 2 맞물림 이빨(92b)의 사이의 간격(D4)이 일정해지도록 형성되어 있다. 또한, 간격(D4)은, 제 2 가동 슬리브(104)에 형성된 복수의 제 2 맞물림 이빨(104a)이 제 2 링 기어(92)에 형성된 복수의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 사이에 들어가도록 설정되어 있다.
제 2 링 기어(92)에 형성된 복수의 제 2 맞물림 이빨(92b)에는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 각각, 그 제 2 맞물림 이빨(92b)의 제 2 맞물림 이빨(104a)측의 단면으로서 제 2 맞물림 이빨(104a)에 맞닿는 맞닿음면에, 제 2 맞물림 이빨(92b)의 치폭 전체에 걸쳐 일방향으로 경사진 챔퍼링 부분 즉 편챔퍼(CF4)가 마련되어 있다. 또한, 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)에 편챔퍼(CF4)가 마련됨으로써, 그 제 2 맞물림 이빨(92b)의 제 2 맞물림 이빨(104a)측의 단면으로서 제 2 맞물림 이빨(104a)에 맞닿는 맞닿음면에는, 화살표 A3, A4 방향에 대하여, 제 2 맞물림 이빨(92b)의 제 2 회전 축선(C2) 방향의 길이가 증가하도록 경사지는 제 2 경사면(92d)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 링 기어(92)에 형성된 복수의 제 2 맞물림 이빨(92b)에는, 그 제 2 맞물림 이빨(92b)의 화살표 A3 방향의 양측에 제 2 회전 축선(C2)에 대하여 대략 평행한 평행면(92e, 92f)이 각각 형성되어 있다.
즉, 제 2 링 기어(92)에 형성된 제 2 맞물림 이빨(92b) 및 제 2 가동 슬리브(104)에 형성된 제 2 맞물림 이빨(104a)은, 도 15에 나타내는 바와 같이, 제 2 이동 기구(106)에 의해 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)이 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)에 접근하는 방향으로 이동하여 제 2 맞물림 이빨(104a)의 제 2 맞물림 이빨(92b)측의 단부가 제 2 맞물림 이빨(92b)의 제 2 맞물림 이빨(104a)측의 단부에 맞닿은 경우에 있어서, 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 회전 속도가 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)의 회전 속도보다 클 때에, 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 맞물림 이빨(104a)이 맞물리도록 편챔퍼(CF3, CF4)가 형성되어 있다.
커플링 제어부(162)에는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 회전 속도차 연산부(162d)와, 4WD 전환 판정부(162e)와, 차륜 선택부(162f)가 구비되어 있다. 회전 속도차 연산부(162d)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정, 즉 제 2 맞물림식 클러치(32)에 있어서 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환하는 전환 요구가 있었다고 판정되면, 좌측 제어 커플링(34L)에 의해 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 회전 속도(V2rl)(rpm)와 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)의 회전 속도(V2kl)(rpm)와의 차(V2rl-V2kl) 즉 제 3 회전 속도차(제 1 회전 속도차)(Vs3)(rpm)와, 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 회전 속도(V2rr)(rpm)와 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)의 회전 속도(V2kr)(rpm)와의 차(V2rr-V2kr) 즉 제 4 회전 속도차(제 2 회전 속도차)(Vs4)(rpm)를 연산한다.
또한, 좌측 제어 커플링(34L)에 의해 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 회전 속도(V2rl)와, 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 회전 속도(V2rr)는, 전륜(14L, 14R)의 평균 회전 속도(Vwfav)(rpm)와 미리 설정된 전후 링 기어비차(G)로부터 산출된다. 또한, 회전 속도(V2rl) 및 회전 속도(V2rr)는, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합되어 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)이 엔진(12)에 동력 전달 가능하게 연결된 경우에 있어서의 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 회전 속도이다. 또한, 좌측 제어 커플링(34L)에 의해 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)의 회전 속도(V2kl)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되었을 때의 제 2 차륜 속도 센서(144)로부터 검출되는 후륜(16L)의 회전 속도(Vwrl)(rpm)로부터 구해진다. 또한, 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결된 경우에 있어서의 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)의 회전 속도(V2kr)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되었을 때의 제 2 차륜 속도 센서(144)로부터 검출되는 후륜(16R)의 회전 속도(Vwrr)(rpm)로부터 구해진다.
4WD 전환 판정부(162e)는, 회전 속도차 연산부(162d)에서 제 3 회전 속도차(Vs3)와 제 4 회전 속도차(Vs4)가 연산되면, 그 연산된 제 3 회전 속도차(Vs3) 및 제 4 회전 속도차(Vs4)와 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되었을 때의 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)에 의거하여, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 원활하게 전환되었는지 여부, 즉 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 원활하게 전환되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 4WD 전환 판정부(162e)는, 회전 속도차 연산부(162d)에서 연산된 제 3 회전 속도차(Vs3)(rpm)와 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)에 의해 구해지는 제 3 점(P3)과, 회전 속도차 연산부(162d)에서 연산된 제 4 회전 속도차(Vs4)(rpm)와 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)에 의해 구해지는 제 4 점(P4) 중 적어도 일방이, 도 17에 나타내는 미리 설정된 전환 가능 영역(소정 범위)(Sok) 내에 있는 경우에는, 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 원활하게 전환되는, 즉 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 원활하게 전환된다고 판정한다. 또한, 도 17에 나타내는 맵은, 상기 서술한 실시예 1의 도 7에 나타낸 맵과 동일하다.
차륜 선택부(162f)는, 4WD 전환 판정부(162e)에서 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 원활하게 전환되면 즉 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 원활하게 전환된다고 판정되면, 좌우 한 쌍의 후륜(16L) 및 후륜(16R)의 일방의 후륜을 중앙 차축(98)에 연결하는 좌우 한 쌍의 좌측 제어 커플링(34L) 및 우측 제어 커플링(34R)의 일방의 제어 커플링을 선택한다. 예를 들면, 차륜 선택부(162f)는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 4WD 전환 판정부(162e)에서 구해진 제 3 점(P3)과 제 4 점(P4) 모두가 전환 가능 영역(Sok)에 있는 경우에는, 차속 센서(148)로부터 검출되는 차속(V)(km/h) 예를 들면 V4(km/h)와 전환 목표차 회전 도출선(Lt)으로부터 이상 회전 속도차(Vst)(rpm)를 도출하고, 그 이상 회전 속도차(Vst)(rpm)와 제 3 점(P3) 즉 제 3 회전 속도차(Vs3)(rpm)와의 차(S3)(rpm), 및 이상 회전 속도차(Vst)(rpm)와 제 4 점(P4) 즉 제 4 회전 속도차(Vs4)(rpm)와의 차(S4) 중 작은 쪽의 차 즉 차(S4)가 되도록 제 4 점(P4)을 선택하여, 제 4 점(P4)이 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결하는 우측 제어 커플링(34R)을 선택한다.
또한, 차륜 선택부(162f)는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)(km/h)이 예를 들면 V1(km/h)이며, 4WD 전환 판정부(162e)에서 구해진 제 3 점(P3)이 전환 불가 영역(Sng2)에 있으며, 4WD 전환 판정부(162e)에서 구해진 제 4 점(P4)이 전환음이 큰 영역(Sng1)에 있는 경우, 즉 제 3 점(P3)과 제 4 점(P4) 모두가 전환 가능 영역(Sok)에 없고 4WD 전환 판정부(162e)에서 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 원활하게 전환된다고 판정되어도, 예를 들면 전륜(14L, 14R) 및 후륜(16L, 16R) 중 적어도 하나가 슬립 등 하여, 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 전환할 필요 즉 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환할 필요가 있다고 판정되면, 제 3 점(P3) 즉 제 3 회전 속도차(Vs3)와 제 4 점(P4) 즉 제 4 회전 속도차(Vs4) 중 큰 쪽의 회전 속도차(Vs)가 되는 제 4 점(P4)을 선택하여, 제 4 점(P4)이 전환음이 큰 영역(Sng1) 내가 되는 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결하는 우측 제어 커플링(34R)을 선택한다.
제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 동기 완료 판정부(164b)와, 제 1 클러치 계합 완료 판정부(164a)를 구비하고 있다. 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되고, 또한, 차륜 선택부(162f)에서 선택된 우측 제어 커플링(34R) 또는 좌측 제어 커플링(34L)의 일방의 전자 코일에 커플링 구동 전류가 공급되면, 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)에 제 1 구동 전류(I1)(A)를 공급한다. 이에 따라, 제 1 가동 슬리브(50)가, 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 제 2 피스톤(72)의 돌기(72a)가 홀더(74)의 괘지 이빨(74a)에 괘지되어 있는 상기 제 1 비맞물림 위치를 넘어 베어링(48a)측으로 이동되면, 동기 기구(172)에 의해 제 1 링 기어(42)의 회전 속도와 제 1 가동 슬리브(50)의 회전 속도가 회전 동기된다.
동기 완료 판정부(164b)는, 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)에서 제 1 구동 전류(I1)(A)가 공급되면, 제 1 링 기어(42)의 회전 속도와 제 1 가동 슬리브(50)의 회전 속도가 동기되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 동기 완료 판정부(164b)는, 제 1 회전 속도 센서(150)에 의해 검출되는 프로펠러 샤프트(28)의 회전 속도(Vps)(rpm)와, 프로펠러 샤프트(28)에 일체적으로 마련된 드리븐 피니언(40)과 제 1 링 기어(42)와의 기어비로부터 제 1 링 기어(42)의 회전 속도를 산출함과 함께, 제 1 차륜 속도 센서(142)로부터 검출되는 전륜(14L, 14R)의 평균 회전 속도(Vwfav)(rpm)로부터 제 1 가동 슬리브(50)의 회전 속도를 산출하고, 산출된 제 1 링 기어(42)의 회전 속도와 제 1 가동 슬리브(50)의 회전 속도와의 차회전이 소정의 동기 판정 범위 내가 되면, 제 1 링 기어(42)의 회전 속도와 제 1 가동 슬리브(50)의 회전 속도가 동기되었다고 판정한다.
제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되고, 또한, 차륜 선택부(162f)에서 선택된 우측 제어 커플링(34R) 또는 좌측 제어 커플링(34L)의 일방의 전자 코일에 커플링 구동 전류가 공급되면, 제 2 액추에이터(110)의 제 2 전자 코일(120)에 제 2 구동 전류(I2)(A)를 공급한다. 이에 따라, 제 2 가동 슬리브(104)가, 제 2 스프링(112)의 가압력에 저항하여 제 2 피스톤(126)의 돌기(126a)가 홀더(128)의 괘지 이빨(128a)에 괘지되어 있는 상기 제 2 비맞물림 위치를 넘어 베어링(94a)측으로 이동된다.
제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)는, 동기 완료 판정부(164b)에서 제 1 링 기어(42)의 회전 속도와 제 1 가동 슬리브(50)의 회전 속도가 동기되었다고 판정되면, 제 2 액추에이터(110)의 제 2 전자 코일(120)에 공급하고 있는 제 2 구동 전류(I2)(A)의 크기를 작게 하여 제 2 전자 코일(120)에 공급되고 있던 제 2 구동 전류(I2)의 공급을 정지한다. 이에 따라, 제 2 가동 슬리브(104)가 제 2 스프링(112)의 가압력에 의해 상기 제 2 맞물림 위치로 이동한다.
제 2 클러치 계합 완료 판정부(166b)는, 제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)에서 제 2 액추에이터(110)의 제 2 전자 코일(120)에 공급하고 있는 제 2 구동 전류(I2)의 크기가 작아지면, 제 2 맞물림식 클러치(32)가 계합 완료되었는지 여부, 즉 제 2 맞물림식 클러치(32)가 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 제 2 클러치 계합 완료 판정부(166b)는, 제 2 포지션 센서(156)에 의해 제 2 가동 슬리브(104)가 상기 제 2 맞물림 위치에 있다고 검출되면, 제 2 맞물림식 클러치(32)가 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환되었다고 판정한다.
제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)는, 제 2 클러치 계합 완료 판정부(166b)에서 제 2 맞물림식 클러치(32)가 상기 제 2 비맞물림 위치로부터 상기 제 2 맞물림 위치로 전환되었다고 판정되면, 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)에 공급하고 있는 제 1 구동 전류(I1)(A)의 크기를 작게 하여 제 1 전자 코일(64)에 공급하고 있던 제 1 구동 전류(I1)의 공급을 정지한다. 이에 따라, 제 1 가동 슬리브(50)가 제 1 스프링(58)의 가압력에 의해 상기 제 1 맞물림 위치로 이동한다.
제 1 클러치 계합 완료 판정부(164a)는, 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)에서 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)에 공급하고 있는 제 1 구동 전류(I1)의 크기가 작아지면, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합 완료되었지 여부, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)가 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 제 1 클러치 계합 완료 판정부(164a)는, 제 1 포지션 센서(154)에 의해 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 맞물림 위치에 있다고 검출되면, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환되었다고 판정한다.
커플링 제어부(162)는, 제 1 클러치 계합 완료 판정부(164a)에서 제 1 맞물림식 클러치(24)가 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환되었다고 판정되면, 차륜 선택부(162f)에서 선택된 우측 제어 커플링(34R)과 좌측 제어 커플링(34L) 중 어느 제어 커플링에 공급되고 있던 커플링 구동 전류의 공급을 정지하고, 그 후, 차량 주행 상태에 따라, 우측 제어 커플링(34R)의 전자 코일에 공급하는 우측 커플링 구동 전류(Icpr)(A)와, 좌측 제어 커플링(34L)의 전자 코일에 공급하는 좌측 커플링 구동 전류(Icpl)(A)를 제어한다.
도 18은, 전자 제어 장치(200)에 있어서, 2륜 구동 주행 중에 있어서 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 전환될 때까지의 작동의 일례를 설명하는 플로우 차트이다.
우선, 주행 모드 전환 판정부(160)의 기능에 대응하는 S11에 있어서, 상기 2륜 구동 상태가 실행되는 2륜 구동 주행 모드로부터, 상기 4륜 구동 상태가 실행되는 4륜 구동 주행 모드로 전환되었는지 여부가 판정된다. S11의 판정이 부정되면, 재차 S11이 실행되지만, S11의 판정이 긍정되면, 회전 속도차 연산부(162d)의 기능 에 대한 S12가 실행된다. S12에서는, 좌륜인 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 회전 속도(V2rl)와 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)의 회전 속도(V2kl)와의 차 즉 제 3 회전 속도차(Vs3)와, 우륜인 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)의 회전 속도(V2rr)와 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)의 회전 속도(V2kr)와의 차 즉 제 4 회전 속도차(Vs4)(rpm)가 연산된다.
이어서, 4WD 전환 판정부(162e)의 기능에 대응하는 S13에 있어서, S12에서 연산된 제 3 회전 속도차(Vs3) 및 제 4 회전 속도차(Vs4)와 차속 센서(148)로부터 검출된 차속(V)에 의거하여 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 원활하게 전환되었는지 여부, 즉 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 원활하게 전환되었는지 여부가 판정된다. S13의 판정이 긍정되면, 차륜 선택부(162f)의 기능에 대응하는 S14가 실행되지만, S13의 판정이 부정되면, 차륜 선택부(162f)의 기능에 대응하는 S15가 실행된다. S14에서는, 좌륜 즉 후륜(16L)과 우륜 즉 후륜(16R) 중 회전 속도차(Vs)가 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 차륜이 선택되고, 그 선택된 차륜을 중앙 차축(98)에 연결하는 제어 커플링이 선택된다. S15에서는, 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 전환할 필요 즉 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환할 필요가 있는지 여부가 판정된다. S15의 판정이 부정되는 경우에는, 본 루틴이 종료되지만, S15의 판정이 긍정되는 경우에는, 차륜 선택부(162f)의 기능에 대응하는 S16이 실행된다.
S16에서는, 좌륜 즉 후륜(16L)과 우륜 즉 후륜(16R) 중 회전 속도차(Vs)가 전환음이 큰 영역(Sng1) 내가 되는 차륜이 선택되고, 그 선택된 차륜을 중앙 차축(98)에 연결하는 제어 커플링이 선택된다. 이어서, 커플링 제어부(162), 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164), 및 제 2 맞물림식 클러치 제어부(166) 등의 기능에 대응하는 S17이 실행된다. S17에서는, S14 또는 S16에서 선택된 후륜이 제어 커플링에 의해 중앙 차축(98)에 연결되어, 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 전환하는 전환 제어 시퀀스가 실행된다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시예의 4륜 구동 차량(170)에 의하면, 전자 제어 장치(200)는, 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)이 맞물리지 않는 제 2 비맞물림 상태로부터 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 맞물림 이빨(104a)이 맞물리는 제 2 맞물림 상태로 전환하는 전환 요구가 있었을 때에 있어서, 좌측 제어 커플링(34L)에 의해 후륜(16L)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)과의 제 3 회전 속도차(Vs3)와, 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16R)을 중앙 차축(98)에 연결시킨 경우에 있어서의 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 맞물림 이빨(104a)과의 제 4 회전 속도차(Vs4)를 연산하고, 전자 제어 장치(200)는, 연산된 제 3 회전 속도차(Vs3)와 제 4 회전 속도차(Vs4) 중 적어도 일방의 회전 속도차(Vs)가 미리 설정된 전환 가능 영역(Sok) 내에 있는 경우에는, 회전 속도차(Vs)가 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)을 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결하여, 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환하고, 연산된 제 3 회전 속도차(Vs3)와 제 4 회전 속도차(Vs4) 모두가 전환 가능 영역(Sok) 내에 없는 경우에는, 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환하는 전환을 금지한다. 이 때문에, 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환할 때에는, 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)과의 회전 속도차(Vs)가 전환 가능 영역(Sok) 내가 되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)을 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결할 수 있으므로, 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)을 맞물리게 할 때에 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 맞물림 이빨(104a)과의 회전 속도차(Vs)가, 전환 가능 영역(Sok) 내가 되어 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 원활하게 전환하는 것이 가능한 회전 속도차(Vs)가 된다. 이에 따라, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때 예를 들면 차량 선회 시 또는 전륜(14L, 14R)과 후륜(16L, 16R)에서 직경이 상이한 타이어를 장착하고 있을 때 등이라도 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 원활하게 전환할 수 있다.
또한, 본 실시예의 4륜 구동 차량(170)에 의하면, 전자 제어 장치(200)는, 제 3 회전 속도차(Vs3)와 제 4 회전 속도차(Vs4) 모두가 전환 가능 영역(Sok) 내에 있는 경우에는, 미리 정해진 이상 회전 속도차(Vst)와 제 3 회전 속도차(Vs3)와의 차(S3), 및 이상 회전 속도차(Vst)와 제 4 회전 속도차(Vs4)와의 차(S4) 중 작은 쪽의 차가 되도록 제 3 회전 속도차(Vs3) 또는 제 4 회전 속도차(Vs4)를 선택하고, 그 선택한 회전 속도차(Vs)가 되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)을 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결한다. 이 때문에, 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)과 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)과의 회전 속도차(Vs)가 이상 회전 속도차(Vst)에 비교적 가까운 후륜(16L) 또는 후륜(16R)을 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결할 수 있으므로, 특히 차량의 선회 주행 시에 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 보다 원활하게 전환할 수 있다.
또한, 본 실시예의 4륜 구동 차량(170)에 의하면, 전자 제어 장치(200)는, 제 3 회전 속도차(Vs3)와 제 4 회전 속도차(Vs4) 모두가 전환 가능 영역(Sok) 내에 없는 경우라도, 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환할 필요가 있다고 판정되는 경우에는, 제 3 회전 속도차(Vs3)와 제 4 회전 속도차(Vs4) 중 큰 쪽의 회전 속도차(Vs)가 되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)을 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 중앙 차축(98)에 연결한다. 이 때문에, 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환할 필요가 있는 경우에, 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환할 수 있다.
또한, 본 실시예의 4륜 구동 차량(170)에 의하면, 전자 제어 장치(200)는, 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되면, 제 2 맞물림식 클러치(32)를 제어하여 프로펠러 샤프트(28)와 중앙 차축(98)과의 사이의 동력 전달 경로를 접속하고, 제 1 맞물림식 클러치(24)를 제어하여 엔진(12)과 프로펠러 샤프트(28)와의 사이의 동력 전달 경로를 접속한다. 이 때문에, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때 예를 들면 차량 선회 시 또는 전륜(14L, 14R)과 후륜(16L, 16R)에서 직경이 상이한 타이어를 장착하고 있을 때 등이라도 4륜 구동 차량(170)을 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 원활하게 전환할 수 있다.
또한, 본 실시예의 4륜 구동 차량(170)에 의하면, 제 1 맞물림식 클러치(24)에는, 엔진(12)에 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 가동 슬리브(50)의 회전 속도와 프로펠러 샤프트(28)에 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 링 기어(42)의 회전 속도를 동기시키는 동기 기구(172)가 구비되어 있으며, 전자 제어 장치(200)는, 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 후륜(16L) 또는 후륜(16R)이 중앙 차축(98)에 연결되고, 동기 기구(172)에 의해 제 1 가동 슬리브(50)의 회전 속도와 제 1 링 기어(42)의 회전 속도가 동기되면, 제 2 맞물림식 클러치(32)를 상기 제 2 비맞물림 상태로부터 상기 제 2 맞물림 상태로 전환한다. 이 때문에, 주행 시에 차륜간에 속도차가 있을 때 예를 들면 차량 선회 시 또는 전륜(14L, 14R)과 후륜(16L, 16R)에서 직경이 상이한 타이어를 장착하고 있을 때 등이라도 4륜 구동 차량(170)을 상기 2륜 구동 상태로부터 상기 4륜 구동 상태로 보다 원활하게 전환할 수 있다.
[실시예 3]
본 실시예의 4륜 구동 차량(180)은, 제 2 맞물림식 클러치(32)가 구비되어 있지 않은 점에서 차이가 있으며, 그 밖의 점은, 전술의 실시예 1의 4륜 구동 차량(10)과 대략 동일하다. 또한, 본 실시예의 4륜 구동 차량(180)의 전자 제어 장치(제어 장치)(210)는, 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)의 일부의 기능이 변경 즉 동기 완료 판정부(164c)가 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)에 추가되어 있는 점과, 제 2 맞물림식 클러치 제어부(166)가 삭제되어 있는 점에서 차이가 있으며, 그 밖의 점은, 전술의 실시예 1의 4륜 구동 차량(10)의 전자 제어 장치(100)와 대략 동일하다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 4륜 구동 차량(180)은, 제 2 맞물림식 클러치(32)가 떼어내져 있으며, 제 2 링 기어(92)가 중앙 차축(98)에 일체적으로 고정 마련되어 있다. 이상과 같이 구성된 4륜 구동 차량(180)에서는, 예를 들면, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합되고 또한 좌측 제어 커플링(34L) 및 우측 제어 커플링(34R)이 계합되어 있는 4륜 구동 상태에 있어서, 전자 제어 장치(210)에서 2륜 구동 주행 모드가 선택되면, 제 1 이동 기구(52)에 의해 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 맞물림 위치로부터 상기 제 1 비맞물림 위치로 이동하여 제 1 맞물림식 클러치(24)가 해방됨과 함께, 좌측 제어 커플링(34L) 및 우측 제어 커플링(34R)에 의해, 후륜(16L)과 중앙 차축(98)과의 사이의 동력 전달 경로와, 후륜(16R)과 중앙 차축(98)과의 사이의 동력 전달 경로가 절단되어, 프로펠러 샤프트(28)를 엔진(12) 및 좌우 한 쌍의 후륜(16L, 16R)으로부터 각각 분리한 디스커넥트 상태가 된다. 또한, 상기 디스커넥트 상태로부터, 전자 제어 장치(210)에 의해 4륜 구동 주행 모드가 선택되면, 좌측 제어 커플링(34L) 및 우측 제어 커플링(34R)에 의해, 후륜(16L)과 중앙 차축(98)과의 사이의 동력 전달 경로와, 후륜(16R)과 중앙 차축(98)과의 사이의 동력 전달 경로가 접속됨과 함께, 제 1 이동 기구(52)에 의해 제 1 가동 슬리브(50)가 상기 제 1 비맞물림 위치로부터 상기 제 1 맞물림 위치로 이동하여 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합된다. 즉, 본 실시예의 4륜 구동 차량(180)은, 2륜 구동 상태에서는 4륜 구동 상태에 있어서 좌우 한 쌍의 후륜(16L, 16R)에 구동력을 전달하기 위한 프로펠러 샤프트(28)를 엔진(12) 및 좌우 한 쌍의 후륜(16L, 16R)으로부터 분리하는 디스커넥트 기능 부가 4륜 구동 차량이다.
제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 제 1 클러치 계합 완료 판정부(164a)와, 동기 완료 판정부(164c)를 구비하고 있다. 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)는, 주행 모드 전환 판정부(160)에서 상기 2륜 구동 주행 모드로부터 상기 4륜 구동 주행 모드로 전환되었다고 판정되고, 또한, 차륜 선택부(162c)에서 선택된 우측 제어 커플링(34R) 또는 좌측 제어 커플링(34L)의 일방의 전자 코일에 커플링 구동 전류가 공급되면, 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)에 제 1 구동 전류(I1)(A)를 공급한다. 이에 따라, 제 1 가동 슬리브(50)가, 제 1 스프링(58)의 가압력에 저항하여 제 2 피스톤(72)의 돌기(72a)가 홀더(74)의 괘지 이빨(74a)에 괘지되어 있는 상기 제 1 비맞물림 위치를 넘어 베어링(48a)측으로 이동된다.
동기 완료 판정부(164c)는, 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)에서 제 1 구동 전류(I1)(A)가 공급되면, 중앙 차축(98)의 회전 속도와, 차륜 선택부(162c)에서 선택된 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 연결되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)의 회전 속도가 동기되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 동기 완료 판정부(164c)는, 제 2 회전 속도 센서(152)에 의해 검출되는 커플링 커버(34La, 34Ra)의 회전 속도(Vcp)(rpm)로부터 중앙 차축(98)의 회전 속도를 산출함과 함께, 제 2 차륜 속도 센서(144)에 의해 검출되는 후륜(16L, 16R)의 회전 속도(Vwrl, Vwrr)로부터 차륜 선택부(162c)에서 선택된 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 연결되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)의 회전 속도를 산출하고, 산출된 중앙 차축(98)의 회전 속도와 차륜 선택부(162c)에서 선택된 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 연결되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)의 회전 속도와의 차회전이 소정의 동기 판정 범위 내가 되면, 중앙 차축(98)의 회전 속도와 차륜 선택부(162c)에서 선택된 좌측 제어 커플링(34L) 또는 우측 제어 커플링(34R)에 의해 연결되는 후륜(16L) 또는 후륜(16R)의 회전 속도가 동기되었다고 판정한다.
제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)는, 동기 완료 판정부(164c)에서 동기되었다고 판정되면, 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)에 공급하고 있는 제 1 구동 전류(I1)(A)의 크기를 작게 하여 제 1 전자 코일(64)에 공급되고 있던 제 1 구동 전류(I1)의 공급을 정지한다. 이에 따라, 제 1 가동 슬리브(50)가 제 1 스프링(58)의 가압력에 의해 상기 제 1 맞물림 위치로 이동한다.
제 1 클러치 계합 완료 판정부(164a)는, 제 1 맞물림식 클러치 제어부(164)에서 제 1 액추에이터(56)의 제 1 전자 코일(64)에 공급하고 있는 제 1 구동 전류(I1)의 크기가 작아지면, 제 1 맞물림식 클러치(24)가 계합 완료되었는지 여부, 즉 제 1 맞물림식 클러치(24)가 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환되었는지 여부를 판정한다.
커플링 제어부(162)는, 제 1 클러치 계합 완료 판정부(164a)에서 제 1 맞물림식 클러치(24)가 상기 제 1 비맞물림 상태로부터 상기 제 1 맞물림 상태로 전환되었다고 판정되면, 차륜 선택부(162c)에서 선택된 우측 제어 커플링(34R)과 좌측 제어 커플링(34L) 중 어느 제어 커플링에 공급되고 있던 커플링 구동 전류의 공급을 정지하고, 그 후, 차량 주행 상태에 따라, 우측 제어 커플링(34R)의 전자 코일에 공급하는 우측 커플링 구동 전류(Icpr)(A)와, 좌측 제어 커플링(34L)의 전자 코일에 공급하는 좌측 커플링 구동 전류(Icpl)(A)를 제어한다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 그 외의 양태에 있어서도 적용된다.
예를 들면, 상기 서술한 실시예 1의 4륜 구동 차량(10)에 있어서, 제 2 맞물림식 클러치(32)는, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)과 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)을 맞물리게 하는 맞물림식의 클러치였지만, 예를 들면, 제 2 맞물림식 클러치(32)에 대신하여 프로펠러 샤프트(28)와 중앙 차축(98)과의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 다판식의 클러치를 사용해도 된다. 즉, 제 2 맞물림식 클러치(32)에 대신하여, 프로펠러 샤프트(28)와 중앙 차축(98)과의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 클러치이면 어떤 형식의 클러치가 사용되어도 된다.
또한, 전술의 실시예 1의 4륜 구동 차량(10)에 있어서, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)과 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)에는, 편챔퍼(CF3, CF4)가 형성되어 있었지만, 즉, 제 1 맞물림식 클러치(24)의 제 1 맞물림 이빨(42c, 50a)을 맞물리게 한 후에 제 2 맞물림식 클러치(32)의 제 2 맞물림 이빨(92b, 104a)을 맞물리게 하여 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로의 전환하는 실시예 1에 있어서, 이후에 맞물리게 하는 제 2 맞물림식 클러치(32)의 제 2 맞물림 이빨(92b, 104a)에 편챔퍼(CF3, CF4)가 형성되어 있었지만, 예를 들면, 편챔퍼(CF3, CF4)에 대신하여 양 챔퍼가 형성되어 있어도 된다. 또한, 제 2 가동 슬리브(104)의 제 2 맞물림 이빨(104a)과 제 2 링 기어(92)의 제 2 맞물림 이빨(92b)에, 챔퍼링 부분 즉 챔퍼가 형성되어 있지 않아도 된다.
또한, 전술의 실시예 2의 4륜 구동 차량(170)에 있어서, 제 1 맞물림식 클러치(24)는, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)을 맞물리게 하는 맞물림식의 클러치였지만, 예를 들면, 제 1 맞물림식 클러치(24)에 대신하여 엔진(12)과 프로펠러 샤프트(28)와의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 다판식의 클러치를 사용해도 된다. 즉, 제 1 맞물림식 클러치(24)에 대신하여, 엔진(12)과 프로펠러 샤프트(28)와의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 클러치이면 어떤 형식의 클러치가 사용되어도 된다.
또한, 전술의 실시예 2의 4륜 구동 차량(170)에 있어서, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)에는, 편챔퍼(CF1, CF2)가 형성되어 있었지만, 즉, 제 2 맞물림식 클러치(32)의 제 2 맞물림 이빨(92b, 104a)을 맞물리게 한 후에 제 1 맞물림식 클러치(24)의 제 1 맞물림 이빨(42c, 50a)을 맞물리게 하여 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로의 전환하는 실시예 2에 있어서, 이후에 맞물리게 하는 제 1 맞물림식 클러치(24)의 제 1 맞물림 이빨(42c, 50a)에 편챔퍼(CF1, CF2)가 형성되어 있었지만, 예를 들면, 편챔퍼(CF1, CF2)에 대신하여 양 챔퍼가 형성되어 있어도 된다. 또한, 제 1 가동 슬리브(50)의 제 1 맞물림 이빨(50a)과 제 1 링 기어(42)의 제 1 맞물림 이빨(42c)에, 챔퍼링 부분 즉 챔퍼가 형성되어 있지 않아도 된다.
또한, 상기 서술한 것은 어디까지나 일 실시 형태이며, 본 발명은 당업자의 지식에 의거하여 다양한 변경, 개량을 추가한 양태로 실시할 수 있다.
10, 170, 180: 4륜 구동 차량
12: 엔진(구동력원)
14L, 14R: 전륜(주구동륜)
16L, 16R: 후륜(부구동륜)
24: 제 1 맞물림식 클러치(맞물림식 클러치, 제 2 클러치)
28: 프로펠러 샤프트(동력 전달 부재)
32: 제 2 맞물림식 클러치(제 1 클러치, 맞물림식 클러치)
34L: 좌측 제어 커플링(제어 커플링)
34R: 우측 제어 커플링(제어 커플링)
42: 제 1 링 기어(제 4 회전 부재)
42c: 제 1 맞물림 이빨(부구동륜측 맞물림 이빨)
50: 제 1 가동 슬리브(제 3 회전 부재)
50a: 제 1 맞물림 이빨(구동력원측 맞물림 이빨)
92: 제 2링 기어(제 1 회전 부재)
92b: 제 2 맞물림 이빨(구동력원측 맞물림 이빨)
98: 중앙 차축
100, 200, 210: 전자 제어 장치(제어 장치)
104: 제 2 가동 슬리브(제 2 회전 부재)
104a: 제 2 맞물림 이빨(부구동륜측 맞물림 이빨)
116: 동기 기구(제 1 동기 기구)
160: 주행 모드 전환 판정부
162: 커플링 제어부
162a, 162d: 회전 속도차 연산부
162b, 162e: 4WD 전환 판정부
162c, 162f: 차륜 선택부
164: 제 1 맞물림식 클러치 제어부
164b: 동기 완료 판정부
166: 제 2 맞물림식 클러치 제어부
166a: 동기 완료 판정부
172: 동기 기구(제 2 동기 기구)
CF1, CF2, CF3, CF4: 편챔퍼
S1, S2, S3, S4: 차
Sok: 전환 가능 영역(소정 범위)
Vs: 회전 속도차
Vs1: 제 1 회전 속도차
Vs2: 제 2 회전 속도차
Vs3: 제 3 회전 속도차(제 1 회전 속도차)
Vs4: 제 4 회전 속도차(제 2 회전 속도차)
Vst: 이상 회전 속도차(설정 회전 속도차)

Claims (7)

  1. 구동력원(12)으로부터 좌우 한 쌍의 주구동륜(14L, 14R)으로 구동력을 전달하는 2륜 구동 상태와 상기 구동력원으로부터 좌우 한 쌍의 부구동륜(16L, 16R)으로도 구동력을 전달하는 4륜 구동 상태가 선택적으로 전환 가능하며, 상기 2륜 구동 상태에서는, 상기 4륜 구동 상태에 있어서 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜으로 구동력을 전달하기 위한 동력 전달 부재(28)를, 상기 구동력원 및 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜으로부터 각각 분리하는 것이 가능한 디스커넥트 기능 부가 4륜 구동 차량(10; 170; 180)으로서,
    상기 좌우 한 쌍의 부구동륜의 각각에 연결된 좌우 한 쌍의 제어 커플링(34L, 34R)과, 상기 좌우 한 쌍의 제어 커플링의 사이에 배치하여 마련되어, 그들 좌우 한 쌍의 제어 커플링에 연결된 중앙 차축(98)과, 상기 구동력원과 상기 동력 전달 부재와의 사이의 동력 전달 경로 또는 상기 동력 전달 부재와 상기 중앙 차축과의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 맞물림식 클러치(24; 32; 24)와, 제어 장치(100; 200; 210)가 구비되고,
    상기 맞물림식 클러치는, 상기 구동력원에 동력 전달 가능하게 연결된 구동력원측 맞물림 이빨(50a; 92b; 50a)과 상기 부구동륜에 동력 전달 가능하게 연결된 부구동륜측 맞물림 이빨(42c; 104a; 42c)을 구비하며,
    상기 구동력원측 맞물림 이빨 및 상기 부구동륜측 맞물림 이빨에는, 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 접근하여 각각의 선단부가 맞닿은 경우에 있어서, 상기 구동력원측 맞물림 이빨의 회전 속도가 상기 부구동륜측 맞물림 이빨의 회전 속도보다 클 때에, 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 서로 맞물리도록 편챔퍼(CF1, CF2; CF3, CF4; CF1, CF2)가 형성되어 있고,
    상기 제어 장치는, 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 맞물리지 않는 비맞물림 상태로부터 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨이 맞물리는 맞물림 상태로 전환하는 전환 요구가 있었을 때에 있어서, 상기 좌우 한 쌍의 제어 커플링의 일방에 의해 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜의 일방을 상기 중앙 차축에 연결시킨 경우에 있어서의 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨과의 제 1 회전 속도차(Vs1; Vs3; Vs1)와, 상기 좌우 한 쌍의 제어 커플링의 타방에 의해 상기 좌우 한 쌍의 부구동륜의 타방을 상기 중앙 차축에 연결시킨 경우에 있어서의 상기 구동력원측 맞물림 이빨과 상기 부구동륜측 맞물림 이빨의 제 2 회전 속도차(Vs2; Vs4; Vs2)를 연산하며,
    연산된 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 중 적어도 일방의 회전 속도차(Vs)가 미리 설정된 소정 범위(Sok) 내에 있는 경우에는, 상기 회전 속도차가 상기 소정 범위 내가 되는 상기 부구동륜을 상기 제어 커플링에 의해 상기 중앙 차축에 연결하여, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환하고,
    연산된 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 모두가 상기 소정 범위 내에 없는 경우에는, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환하는 전환을 금지하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 모두가 상기 소정 범위 내에 있는 경우에는, 미리 정해진 설정 회전 속도차(Vst)와 상기 제 1 회전 속도차의 차(S1; S3; S1), 및 상기 설정 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차와의 차(S2; S4; S2) 중 작은 쪽의 차에 대응하는 상기 제 1 회전 속도차 또는 상기 제 2 회전 속도차를 선택하고, 그 선택한 회전 속도차가 되는 상기 부구동륜을 상기 제어 커플링에 의해 상기 중앙 차축에 연결하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 모두가 상기 소정 범위 내에 없는 경우라도, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환할 필요가 있다고 판정되는 경우에는, 상기 제 1 회전 속도차와 상기 제 2 회전 속도차 중 큰 쪽의 회전 속도차가 되는 상기 부구동륜을 상기 제어 커플링에 의해 상기 중앙 차축에 연결하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 맞물림식 클러치(24)는, 상기 구동력원과 상기 동력 전달 부재와의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하고,
    상기 동력 전달 부재와 상기 중앙 차축과의 사이의 동력 전달 경로에는, 그 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 제 1 클러치(32)가 마련되어 있으며,
    상기 제어 장치(100)는, 상기 제어 커플링에 의해 상기 부구동륜이 상기 중앙 차축에 연결되면, 상기 맞물림식 클러치를 제어하여 상기 구동력원과 상기 동력 전달 부재와의 사이의 동력 전달 경로를 접속하고, 상기 제 1 클러치를 제어하여 상기 동력 전달 부재와 상기 중앙 차축과의 사이의 동력 전달 경로를 접속하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량(10).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 클러치에는, 상기 동력 전달 부재에 동력 전달 가능하게 연결된 제 1 회전 부재(92)의 회전 속도와 상기 중앙 차축에 동력 전달 가능하게 연결된 제 2 회전 부재(104)의 회전 속도를 동기시키는 제 1 동기 기구(116)가 구비되어 있으며,
    상기 제어 장치(200)는, 상기 제어 커플링에 의해 상기 부구동륜이 상기 중앙 차축에 연결되어, 상기 제 1 동기 기구에 의해 상기 제 1 회전 부재의 회전 속도와 상기 제 2 회전 부재의 회전 속도가 동기되면, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량(170).
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 맞물림식 클러치(32)는, 상기 동력 전달 부재와 상기 중앙 차축과의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하고,
    상기 구동력원과 상기 동력 전달 부재와의 사이의 동력 전달 경로에는, 그 동력 전달 경로를 선택적으로 절단 또는 접속하는 제 2 클러치(24)가 마련되어 있으며,
    상기 제어 장치(200)는, 상기 제어 커플링에 의해 상기 부구동륜이 상기 중앙 차축에 연결되면, 상기 맞물림식 클러치를 제어하여 상기 동력 전달 부재와 상기 중앙 차축과의 사이의 동력 전달 경로를 접속하고, 상기 제 2 클러치를 제어하여 상기 구동력원과 상기 동력 전달 부재와의 사이의 동력 전달 경로를 접속하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량(170).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 클러치에는, 상기 구동력원에 동력 전달 가능하게 연결된 제 3 회전 부재(50)의 회전 속도와 상기 동력 전달 부재에 동력 전달 가능하게 연결된 제 4 회전 부재(42)의 회전 속도를 동기시키는 제 2 동기 기구(172)가 구비되어 있으며,
    상기 제어 장치(200)는, 상기 제어 커플링에 의해 상기 부구동륜이 상기 중앙 차축에 연결되어, 상기 제 2 동기 기구에 의해 상기 제 3 회전 부재의 회전 속도와 상기 제 4 회전 부재의 회전 속도가 동기되면, 상기 맞물림식 클러치를 상기 비맞물림 상태로부터 상기 맞물림 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량(170).
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