JP5907142B2 - 四輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動力伝達軸の駆動力源側に設けられた断接機構と、副駆動輪の左右両輪への各動力伝達経路に各々設けられた左右のクラッチとを備える四輪駆動車両において、二輪駆動走行状態と四輪駆動走行状態とを切り替える制御装置に関するものである。

二輪駆動走行(２ＷＤ走行)時に従動輪となる副駆動輪側へ四輪駆動走行(４ＷＤ走行)時に動力を伝達する駆動力伝達軸(例えばプロペラシャフト)の駆動力源側に設けられた断接機構と、前記副駆動輪の左右両輪への各動力伝達経路に各々設けられた、伝達トルクを制御できる左右のクラッチとを備える四輪駆動車両が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両がそれである。このような四輪駆動車両では、主駆動輪のみに動力を伝達して走行する２ＷＤ走行中に、前記断接機構及び前記左右のクラッチを解放することで、前記断接機構と前記左右のクラッチとの間の動力伝達経路の一部を構成する回転要素(例えば駆動力伝達軸等)を回転停止させることができる。このようにした場合、２ＷＤ走行中に前記断接機構及び前記左右のクラッチの何れか一方のみを解放する場合と比べて、燃費を向上させることができる。

ＵＳ ８,３１３,４０７ Ｂ２

ところで、特許文献１には、前記断接機構及び前記左右のクラッチが解放された２ＷＤ走行状態(以下、２ＷＤ_d走行状態という)と、前記断接機構及び前記左右のクラッチが係合された４ＷＤ走行状態とを切り替えることについては記載されているが、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態へ移行するときの具体的な制御手順については記載されていない。２ＷＤ_d走行状態では、前記断接機構及び前記左右のクラッチの３つの断接装置が解放されており、４ＷＤ走行状態への移行に際して、３つの断接装置を係合していく制御手順によっては、速やかに４ＷＤ走行状態とすることができない可能性がある。尚、上述したような課題は未公知であり、速やかに２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態へ移行することができる具体的な制御手順について未だ提案されていない。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、速やかに４ＷＤ走行状態とすることができる四輪駆動車両の制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) 駆動力源と主駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する回転部材に連結されて前記駆動力源の動力を副駆動輪に分配するトランスファと、前記トランスファにて分配された前記駆動力源の動力を前記副駆動輪へ伝達する駆動力伝達軸と、前記駆動力伝達軸の前記駆動力源側に設けられた、前記回転部材と前記駆動力伝達軸との間の動力伝達経路を断接する断接機構と、前記駆動力伝達軸と前記副駆動輪の左右両輪との間の各動力伝達経路に各々設けられた、伝達トルクを制御できる第１のクラッチ及び第２のクラッチとを備える四輪駆動車両において、前記断接機構と前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチとを解放する二輪駆動走行状態と、前記断接機構と前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチとを係合する四輪駆動走行状態とを、車両走行状態に応じて切り替える四輪駆動車両の制御装置であって、(b) 前記二輪駆動走行状態から前記四輪駆動走行状態への移行に際して、運転者が前記四輪駆動車両を旋回させるようにステアリングホイールを操舵した操舵時には、アンダーステア状態であるか或いはオーバーステア状態であるかを判断し、アンダーステア状態であるか或いはオーバーステア状態である場合に、前記断接機構を係合に向けて制御した後に、前記判断したアンダーステア状態或いはオーバーステア状態を抑制するヨーモーメントを得る為に必要な前記副駆動輪の左右両輪のトルク配分となるように、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチに伝達トルクを発生させることにある。

このようにすれば、第１のクラッチ及び第２のクラッチの係合当初から、その係合するクラッチに車両走行状態に応じた適切な伝達トルクを速やかに発生させられる。つまり、各駆動輪には適切な駆動力が速やかに発生させられる。又、副駆動輪の各々において発生させられる各駆動力によって、発生しているアンダーステア或いはオーバーステアを抑制するヨーモーメントを速やかに発生させることができる。よって、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、速やかに車両走行状態に応じた４ＷＤ走行状態とすることができる。

また、第２の発明は、前記第１の発明に記載の四輪駆動車両の制御装置において、前記断接機構は、摩擦クラッチ或いは同期機構付きのドグクラッチである。このようにすれば、２ＷＤ_d走行状態において駆動力伝達軸が回転停止状態とされている為に、前記断接機構を係合に向けて制御するときに、断接機構の駆動力伝達軸側の回転速度と断接機構の駆動力源側の回転速度とにある程度の回転速度差が生じていても、断接機構を適切に係合することができる。

また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の四輪駆動車両の制御装置において、前記二輪駆動走行状態から前記四輪駆動走行状態への移行に際して、前記操舵時でないときには、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチの両方を係合に向けて制御し、その後、前記断接機構を係合に向けて制御し、その後、車両走行状態に基づいて前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチの両方に伝達トルクを発生させることにある。このようにすれば、先ず、第１のクラッチ及び第２のクラッチの両方のクラッチが係合に向けて制御されるので、断接機構の駆動力伝達軸側の回転速度が断接機構の駆動力源側の回転速度に向けて上昇するように、回転停止中の駆動力伝達軸の回転速度を引き上げることができ、断接機構における差回転速度が抑制された状態で断接機構を係合することができる。加えて、断接機構の係合後には、各駆動輪には適切な駆動力が発生させられる。

また、好適には、前記第１の発明乃至第３の発明の何れか１つに記載の四輪駆動車両の制御装置において、前記断接機構を係合に向けて制御した後に、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチの少なくとも一方に発生させる伝達トルクは、操舵角に基づく予め定められた伝達トルク、或いは操舵角に基づく車両旋回目標へ車両挙動を近づけるように前記駆動力源の動力を前記副駆動輪へ伝達する伝達トルクである。このようにすれば、断接機構の係合後には、操舵角が略零となる操舵中でないときを含め、各駆動輪に適切な駆動力が発生させられる。特に、操舵時には、副駆動輪の各々において発生させる各駆動力によって操舵角に応じたヨーモーメントを速やかに発生させることができる。

本発明が適用される四輪駆動車両の概略構成を説明する骨子図であると共に、車両における制御系統の要部を説明する図である。 電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して速やかに４ＷＤ走行状態とする為の制御作動を説明するフローチャートである。 図３のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例である。 本発明が適用される四輪駆動車両の概略構成を説明する骨子図であって、図１の車両とは別の実施例である。

本発明において、好適には、前記四輪駆動車両は、前記駆動力源と前記主駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する変速機を備えている。この変速機は、常時噛み合う複数対の変速ギヤを２軸間に備える公知の同期噛合型平行２軸式変速機などの手動変速機、種々の自動変速機（遊星歯車式自動変速機、同期噛合型平行２軸式自動変速機、ＤＣＴ、ＣＶＴ等）などである。この自動変速機は、自動変速機単体、流体式伝動装置を有する自動変速機、或いは副変速機を有する自動変速機などにより構成される。前記トランスファは、この変速機の出力側回転部材に動力伝達可能に連結される。

また、好適には、前記四輪駆動車両は、前記駆動力伝達軸と前記クラッチとの間の動力伝達経路を断接する第２の断接機構を備えている。前記トランスファに設けられた前記断接機構、及び前記第２の断接機構は、二輪駆動走行中に作動させられることよって四輪駆動走行中に前記副駆動輪へ動力を伝達する所定の回転要素を回転停止させるディスコネクト機構である。前記所定の回転要素は、前記駆動力源から前記副駆動輪の間の動力伝達経路を構成する回転要素のうち、前記２つのディスコネクト機構で挟まれている回転要素が対応する。又、前記ディスコネクト機構が作動することで前記所定の回転要素が回転停止する状態は、前記ディスコネクト機構のディスコネクト状態である。尚、前記第２の断接機構が係合されていても、前記断接機構及び前記クラッチが解放されていれば、前記ディスコネクト状態と同様の状態を作り出すことができる。つまり、前記クラッチは、前記ディスコネクト機構の１つとして機能させられる。従って、前記四輪駆動車両は、前記第２の断接機構を備えなくても、２ＷＤ走行においてディスコネクト状態を成立させられる。

また、好適には、前記駆動力源は、例えば燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関等のガソリンエンジンやディーゼルエンジン等が好適に用いられるが、電動機等の他の原動機を単独で或いはエンジンと組み合わせて採用することもできる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される四輪駆動車両１０(以下、車両１０という)の概略構成を説明する骨子図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、エンジン１２、左右の前輪１４Ｌ，１４Ｒ(以下、特に区別しない場合には前輪１４という)、左右の後輪１６Ｌ，１６Ｒ(以下、特に区別しない場合には後輪１６という)、エンジン１２と前輪１４との間の動力伝達経路であるエンジン１２の動力を前輪１４に伝達する第１の動力伝達経路、エンジン１２と後輪１６との間の動力伝達経路であるエンジン１２の動力を後輪１６に伝達する第２の動力伝達経路などを備えている。

エンジン１２は、例えばガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関であって、駆動力を発生する駆動力源である。前輪１４は、二輪駆動走行状態(２ＷＤ走行状態)及び四輪駆動走行状態(４ＷＤ走行状態)のときに共に駆動輪となる主駆動輪である。後輪１６は、２ＷＤ走行状態のときに従動輪となり且つ４ＷＤ走行状態のときに前記第２の動力伝達経路を介してエンジン１２から動力が伝達される駆動輪となる副駆動輪である。従って、車両１０は、ＦＦベースの四輪駆動車両である。

前記第１の動力伝達経路は、変速機１８、フロントデフ２０、左右の前輪車軸２２Ｌ，２２Ｒ(以下、特に区別しない場合には前輪車軸２２という)などを備えている。前記第２の動力伝達経路は、変速機１８、エンジン１２の動力を後輪１６に分配する前後輪動力分配装置であるトランスファ２４、ドリブンピニオン２６、トランスファ２４にて分配されたエンジン１２の動力を後輪１６へ伝達する駆動力伝達軸であるプロペラシャフト２８、ドライブピニオン３０、リヤ側クラッチ３２、左右駆動力配分装置３４、左右の後輪車軸３６Ｌ，３６Ｒ(以下、特に区別しない場合には後輪車軸３６という)などを備えている。

変速機１８は、エンジン１２と前輪１４との間の前記第１の動力伝達経路及びエンジン１２と後輪１６との間の前記第２の動力伝達経路のうちの共通する動力伝達経路の一部を構成し、エンジン１２の動力を前輪１４側や後輪１６側へ伝達する。変速機１８は、例えば変速比γ(＝変速機入力回転速度Ｎin／変速機出力回転速度Ｎout)が異なる複数の変速段が選択的に成立させられる公知の遊星歯車式多段変速機、変速比γが無段階に連続的に変化させられる公知の無段変速機、或いは公知の同期噛合型平行２軸式変速機などである。

フロントデフ２０は、ケース２０ｃと、傘歯歯車からなる差動機構２０ｄとを含んで構成されており、左右の前輪車軸２２Ｌ，２２Ｒに適宜差回転を与えつつ回転を伝達する公知のディファレンシャルギヤである。ケース２０ｃにはリングギヤ２０ｒが形成されており、そのリングギヤ２０ｒは変速機１８の出力回転部材である出力歯車１８ａと噛み合っている。従って、変速機１８から出力される動力はリングギヤ２０ｒに入力される。又、ケース２０ｃには、後述する外周嵌合歯４２と嵌合する内周嵌合歯３８が形成されている。

トランスファ２４は、前記第１の動力伝達経路の一部を構成する回転部材としてのフロントデフ２０と並んで設けられて、そのフロントデフ２０に連結されている。トランスファ２４は、第１回転部材４０を含んで構成されている。

第１回転部材４０は、略円筒形状を有しており、その内周側を前輪車軸２２Ｒが貫通している。第１回転部材４０の軸方向の一方には、外周嵌合歯４２が形成されている。第１回転部材４０は、外周嵌合歯４２が内周嵌合歯３８と嵌合されることで、フロントデフ２０のケース２０ｃと一体的に回転する。又、第１回転部材４０の軸方向の他方には、後輪１６側にエンジン１２の動力を伝達する為の、ドリブンピニオン２６と噛み合うリングギヤ４０ｒが形成されている。

リングギヤ４０ｒと噛み合うドリブンピニオン２６は、フロント側クラッチ４４を介してプロペラシャフト２８に接続され、そのプロペラシャフト２８はドライブピニオン３０に接続されている。

フロント側クラッチ４４は、ドリブンピニオン２６とプロペラシャフト２８との間を選択的に断接する摩擦クラッチである。この摩擦クラッチは、例えば多板(或いは単板)の湿式(或いは乾式)のクラッチであり、油圧制御可能な或いは電気的(電磁的)に制御可能なフロント側アクチュエータ４６によって、解放と係合とが切り替えられる。

フロント側クラッチ４４が解放された状態では、ドリブンピニオン２６とプロペラシャフト２８との接続が遮断されているので、後輪１６にはエンジン１２の動力が伝達されない。一方、フロント側クラッチ４４が係合されると、ドリブンピニオン２６とプロペラシャフト２８とが接続される。従って、第１回転部材４０と伴にドリブンピニオン２６が回転すると、プロペラシャフト２８、及びドライブピニオン３０が連れ回される。このように、フロント側クラッチ４４は、プロペラシャフト２８のエンジン１２側に設けられた、フロントデフ２０とプロペラシャフト２８との間の動力伝達経路を断接する断接機構である。

左右駆動力配分装置３４は、リヤ側クラッチ３２と後輪１６との間に設けられ、リヤ側クラッチ３２と後輪１６との間でトルク伝達を行うと共に、左右の後輪１６Ｌ，１６Ｒの駆動力配分を変更する。左右駆動力配分装置３４は、入力ギヤ６０と、後輪１６Ｌ側に設けられている第１カップリング６２と、後輪１６Ｒ側に設けられている第２カップリング６４とを、含んで構成されている。入力ギヤ６０は、第１カップリング６２及び第２カップリング６４へエンジン１２の動力を伝達する共通の入力回転部材である。入力ギヤ６０の外周には、リヤ側クラッチ３２の一部を構成するクラッチ歯６６が形成されている。第１カップリング６２は、入力ギヤ６０と後輪１６Ｌとの間に設けられ、例えば湿式多板クラッチで構成される公知の電子制御カップリングである。第１カップリング６２の伝達トルク(クラッチトルク)が制御されることで、後輪１６Ｌに伝達される駆動力が制御される。具体的には、第１カップリング６２の伝達トルクを制御する不図示の電磁ソレノイドに電流が供給されると、その電流値に比例した係合力で第１カップリング６２が係合される。第１カップリング６２の伝達トルクが増加するに従って後輪１６Ｌに伝達される駆動力が増加する。第２カップリング６４は、入力ギヤ６０と後輪１６Ｒとの間に設けられ、例えば湿式多板クラッチで構成される公知の電子制御カップリングである。第２カップリング６４の伝達トルクが制御されることで、後輪１６Ｒに伝達される駆動力が制御される。具体的には、第２カップリング６４の伝達トルクを制御する不図示の電磁ソレノイドに電流が供給されると、その電流値に比例した係合力で第２カップリング６４が係合される。第２カップリング６４の伝達トルクが増加するに従って後輪１６Ｒに伝達される駆動力が増加する。左右駆動力配分装置３４は、第１カップリング６２の伝達トルク及び第２カップリング６４の伝達トルクを制御することで、左右の後輪１６Ｌ，１６Ｒのトルク配分を例えば０：１００〜１００：０の間で連続的に変更することができる。又、左右駆動力配分装置３４は、第１カップリング６２の伝達トルク及び第２カップリング６４の伝達トルクを制御することで、前輪１４と後輪１６とのトルク配分を例えば１００：０〜５０：５０の間で連続的に変更することができる。このように、第１カップリング６２及び第２カップリング６４は、プロペラシャフト２８と左右の後輪１６Ｌ，１６Ｒとの間の各動力伝達経路に各々設けられた、伝達トルクを制御できる第１のクラッチ及び第２のクラッチである。

車両１０は、更に、ドライブピニオン３０とリヤ側クラッチ３２との間に、動力伝達部材６８を備えている。動力伝達部材６８は、略円筒形状を有しており、その内周側を入力ギヤ６０が配設される軸が貫通している。動力伝達部材６８の軸方向の一方には、前輪１４側から伝達されるエンジン１２の動力を受け入れる為の、ドライブピニオン３０と噛み合うリングギヤ６８ｒが形成されている。又、動力伝達部材６８の軸方向の他方には、リヤ側クラッチ３２の一部を構成するクラッチ歯７０が形成されている。

リヤ側クラッチ３２は、動力伝達部材６８と入力ギヤ６０との間に設けられ、これらの間の動力伝達経路を選択的に断接するクラッチである。リヤ側クラッチ３２は、クラッチ歯６６とクラッチ歯７０とスリーブ７２と保持部材７４とリヤ側アクチュエータ７６とを含んで構成される、ドグクラッチ(すなわち噛合式クラッチ)である。スリーブ７２は、略円筒形状を有しており、スリーブ７２の内周側には、クラッチ歯６６及びクラッチ歯７０と噛合可能な内周歯７８が形成されている。スリーブ７２は、例えば電気的(電磁的)に制御可能なリヤ側アクチュエータ７６によって軸方向に移動させられる。尚、リヤ側クラッチ３２において、更に、シンクロナイザー(すなわち同期機構)が備えられていても構わない。

図１は、リヤ側クラッチ３２が解放された状態を示している。この状態のように、内周歯７８がクラッチ歯６６及びクラッチ歯７０と噛み合わない状態では、動力伝達部材６８と入力ギヤ６０との接続が遮断されるので、ドライブピニオン３０と左右駆動力配分装置３４との間の動力伝達経路が遮断され、左右駆動力配分装置３４にはエンジン１２の動力が伝達されない。一方、スリーブ７２が移動させられてクラッチ歯６６及びクラッチ歯７０が共に内周歯７８と噛み合うと、リヤ側クラッチ３２が係合され、動力伝達部材６８と入力ギヤ６０とが接続される。従って、ドライブピニオン３０にエンジン１２の動力が伝達されると、左右駆動力配分装置３４に動力が伝達される。このように、リヤ側クラッチ３２は、プロペラシャフト２８の後輪１６側に設けられた、エンジン１２と後輪１６との間の動力伝達経路(特には、プロペラシャフト２８と左右駆動力配分装置３４との間の動力伝達経路)を断接する第２の断接機構である。

前述のように構成された車両１０では、例えばフロント側クラッチ４４及びリヤ側クラッチ３２が共に係合されると共に、第１カップリング６２及び／又は第２カップリング６４の伝達トルクが零よりも大きな値に制御されると、後輪１６にも第１カップリング６２及び／又は第２カップリング６４の伝達トルクに応じた駆動力が伝達される。従って、前輪１４及び後輪１６共に動力が伝達されて４ＷＤ走行状態となる。この４ＷＤ走行状態においては、第１カップリング６２及び／又は第２カップリング６４の伝達トルクが制御されることで、前輪１４と後輪１６とのトルク配分、及び左右の後輪１６Ｌ，１６Ｒのトルク配分が必要に応じて調整される。

又、車両１０では、例えばフロント側クラッチ４４が解放されると、ドリブンピニオン２６とプロペラシャフト２８との連結が遮断される為、後輪１６には動力が伝達されない。従って、前輪１４のみが駆動する２ＷＤ走行状態となる。加えて、例えばリヤ側クラッチ３２が解放されると、動力伝達部材６８と左右駆動力配分装置３４との連結が遮断される為、２ＷＤ走行中において、プロペラシャフト２８から動力伝達部材６８までの動力伝達経路を構成する各回転要素(プロペラシャフト２８、ドライブピニオン３０、動力伝達部材６８等)には、エンジン１２側からも後輪１６側からも回転が伝達されない。従って、２ＷＤ走行中において、これらの各回転要素が回転停止し、前記各回転要素の連れ回りが防止され、走行抵抗が低減される。フロント側クラッチ４４及びリヤ側クラッチ３２は、２ＷＤ走行中に解放させられることよって、４ＷＤ走行中に後輪１６へ動力を伝達する所定の回転要素を回転停止させるディスコネクト機構である。この所定の回転要素は、エンジン１２と後輪１６との間の動力伝達経路を構成する回転要素のうち、フロント側クラッチ４４とリヤ側クラッチ３２とで挟まれている回転要素(すなわちプロペラシャフト２８から動力伝達部材６８までの動力伝達経路を構成する各回転要素)である。又、フロント側クラッチ４４及びリヤ側クラッチ３２が解放されて前記各回転要素が回転停止する走行状態(すなわち、連れ回りが防止される２ＷＤ走行状態)は、前記所定の回転要素が回転停止するディスコネクト状態である。このディスコネクト状態での２ＷＤ走行を２ＷＤ_d走行と記載する。尚、この２ＷＤ_d走行では、第１カップリング６２及び第２カップリング６４も共に解放される。その為、リヤ側クラッチ３２が係合されていても、フロント側クラッチ４４と第１カップリング６２及び第２カップリング６４とが解放されていれば、前記ディスコネクト状態と同様の状態を作り出すことができる。

又、車両１０では、フロント側クラッチ４４及びリヤ側クラッチ３２が係合される一方で、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の接続が共に遮断されると、入力ギヤ６０と後輪１６との連結が遮断される為、後輪１６に動力は伝達されない。従って、前輪１４のみが駆動する２ＷＤ走行状態となる。このような２ＷＤ走行状態では、フロント側クラッチ４４及びリヤ側クラッチ３２は接続されている為、プロペラシャフト２８から入力ギヤ６０までの動力伝達経路を構成する各回転要素(プロペラシャフト２８、ドライブピニオン３０、動力伝達部材６８、入力ギヤ６０等)が連れ回される。その為、２ＷＤ走行状態であるもののプロペラシャフト２８等が連れ回される分だけ燃費が低下する。しかしながら、２ＷＤ走行状態から４ＷＤ走行状態へ切り替える際には、第１カップリング６２及び／又は第２カップリング６４を接続するだけで済み、速やかな切替えが可能となる。

車両１０は、フロント側クラッチ４４及びリヤ側クラッチ３２の断接状態、乃至第１カップリング６２及び／又は第２カップリング６４の伝達トルクが車両走行状態に応じて制御されることで、２ＷＤ走行状態(２ＷＤ_d走行状態を含む)と４ＷＤ走行状態との間で切り替えられる。

車両１０には、例えば第１カップリング６２及び第２カップリング６４の各伝達トルクを制御する車両１０の制御装置を含む電子制御装置(ＥＣＵ)１００が備えられている。電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置１００は、エンジン１２の出力制御、車両１０の駆動状態の切替制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や駆動状態制御用等に分けて構成される。電子制御装置１００には、図１に示すように、各種センサ(例えば各種回転速度センサ８０，８２，８４，８６，８８、アクセル開度センサ９０、スロットル弁開度センサ９２、Ｇセンサ９４、ヨーレートセンサ９６、ステアリングセンサ９８など)による検出信号に基づく各種実際値(例えばエンジン回転速度Ｎe、変速機入力回転速度Ｎin、変速機出力回転速度Ｎout、プロペラシャフト回転速度Ｎp、各車輪(すなわち前輪１４Ｌ，１４Ｒ、及び後輪１６Ｌ，１６Ｒ)の回転速度(各車輪速)Ｎwに対応する各車輪速Ｎwfl，Ｎwfr，Ｎwrl，Ｎwrr、アクセル開度θacc、スロットル弁開度θth、車両１０の前後加速度Ｇx、車両１０の左右加速度Ｇy、車両１０の鉛直軸まわりの回転角速度であるヨーレートＲyaw、ステアリングホイール９９の操舵角θsw及び操舵方向など)が、それぞれ供給される。電子制御装置１００からは、図１に示すように、例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓe、フロント側クラッチ４４やリヤ側クラッチ３２の状態を各々切り替える為の作動指令信号Ｓd、第１カップリング６２や第２カップリング６４のクラッチトルクを制御する為のトルク指令信号Ｓcなどが、燃料噴射装置、点火装置、スロットルアクチュエータ等のエンジン制御装置、フロント側アクチュエータ４６、リヤ側アクチュエータ７６、第１カップリング６２や第２カップリング６４を各々駆動する各アクチュエータなどへそれぞれ出力される。尚、電子制御装置１００は、各車輪速Ｎwに基づいて、各種実際値の１つとして、車両１０の速度Ｖ(以下、車速Ｖという)を算出する。電子制御装置１００は、例えば各車輪速Ｎwの平均車輪速を車速Ｖとする。

図２は、電子制御装置１００による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、電子制御装置１００は、車両走行状態判定手段すなわち車両走行状態判定部１０２、４ＷＤ駆動力演算手段すなわち４ＷＤ駆動力演算部１０４、及びアクチュエータ出力指示手段すなわちアクチュエータ出力指示部１０６を備えている。

車両走行状態判定部１０２は、前記各種信号等の情報に基づいて車両１０の最適な駆動状態(走行状態)を判断する。具体的には、車両走行状態判定部１０２は、アクセル開度θacc及び車速Ｖ等に基づいて、車両１０の駆動力変化が予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)駆動力変化閾値よりも小さい定常走行状態にあると判断した場合には、車両１０の走行状態を、フロント側クラッチ４４及びリヤ側クラッチ３２と第１カップリング６２及び第２カップリング６４とを解放して走行する２ＷＤ_d走行とするよう判定する。一方で、車両走行状態判定部１０２は、駆動力変化が前記駆動力変化閾値を超えていると判断した場合には、車両１０の走行状態を、フロント側クラッチ４４及びリヤ側クラッチ３２を係合し且つ第１カップリング６２及び第２カップリング６４を係合乃至スリップ係合して走行する４ＷＤ走行とするよう判定する。又、車両走行状態判定部１０２は、操舵角θsw、左右加速度Ｇy、及びヨーレートＲyawの各絶対値が各々の旋回判定閾値θswth、Ｇyth、Ｒyawth以上となっているか否かに基づいて車両１０が旋回中であるか否かを判断し、車両１０が旋回中でないと判断した場合には、車両１０の走行状態を、２ＷＤ_d走行とするよう判定する。又、車両走行状態判定部１０２は、各車輪速Ｎw或いは不図示のナビゲーションシステムからの情報等に基づいて路面が雪道などの低μ路であると判断した場合には、車両１０の走行状態を、４ＷＤ走行とするよう判定する。又、車両走行状態判定部１０２は、各車輪速Ｎwに基づいて、各車輪間における回転速度差の何れかが所定回転差を超えたと判断した場合には、車両１０の走行状態を、４ＷＤ走行とするよう判定する。前記旋回判定閾値θswth、Ｇyth、Ｒyawthは、例えば車両１０が旋回中であることを判断する為の予め定められた判定値である。又、前記旋回判定閾値θswth、Ｇyth、Ｒyawthは、例えば一定値が予め定められても良いし、車速Ｖ等に基づいて変化する値として予め定められても良い。前記所定回転差は、例えば車両１０の駆動状態を４ＷＤ走行状態とした方が良いことを判断する為の予め定められた４ＷＤ判定閾値である。又、前記所定回転差は、各車輪間において同じ値が予め定められても良いし、各車輪間毎に異なる値が予め定められても良い。尚、例えば運転者によって操作される公知の２ＷＤ／４ＷＤ切替スイッチが車両１０に備えられている場合には、車両走行状態判定部１０２は、例えばその２ＷＤ／４ＷＤ切替スイッチの操作状態に基づいて、２ＷＤ走行とするか、４ＷＤ走行とするかを判定しても良い。

４ＷＤ駆動力演算部１０４は、前記各種信号等の情報に基づいて最適な前後輪の駆動力配分を算出する。具体的には、４ＷＤ駆動力演算部１０４は、エンジン回転速度Ｎe及びスロットル弁開度θth等に基づいてエンジントルクＴeの推定値(推定エンジントルク)Ｔepを算出し、最大限の加速性能が確保されるように前後輪の駆動力配分を算出する。又、４ＷＤ駆動力演算部１０４は、スロットル弁開度θth、車速Ｖ、各車輪速Ｎwなどに基づいて、運転者の操作状況や車両１０の駆動力変化が安定していると判定した場合には、後輪１６への駆動力配分を低下させて、前輪駆動に近い状況にして燃費を向上させる。又、４ＷＤ駆動力演算部１０４は、低速での旋回時においてタイトブレーキング現象を防止する為、後輪１６への駆動力配分を低下させる。尚、４ＷＤ駆動力演算部１０４は、車両走行状態判定部１０２により２ＷＤ_d走行状態とするよう判定された場合には、後輪１６への駆動力配分を零とする。

アクチュエータ出力指示部１０６は、車両走行状態判定部１０２により判断された走行状態、及び４ＷＤ駆動力演算部１０４により算出された前後輪の駆動力配分となるように、フロント側クラッチ４４の係合／解放を切り替えるフロント側アクチュエータ４６、リヤ側クラッチ３２の断接状態を切り替えるリヤ側アクチュエータ７６、第１カップリング６２の伝達トルクを制御する不図示の電磁ソレノイド、及び第２カップリング６４の伝達トルクを制御する不図示の電磁ソレノイドに、各指令信号を出力する。具体的には、アクチュエータ出力指示部１０６は、車両走行状態判定部１０２により２ＷＤ_d走行状態とするよう判定された場合には、フロント側クラッチ４４及びリヤ側クラッチ３２を解放すると共に第１カップリング６２及び第２カップリング６４の伝達トルクを零とする指令を、フロント側アクチュエータ４６、リヤ側アクチュエータ７６、及び上記各電磁ソレノイドにそれぞれ出力する。アクチュエータ出力指示部１０６は、車両走行状態判定部１０２により４ＷＤ走行状態とするよう判定された場合には、４ＷＤ駆動力演算部１０４により算出された前後輪の駆動力配分での４ＷＤ走行となるように、フロント側クラッチ４４及びリヤ側クラッチ３２を接続すると共に第１カップリング６２及び第２カップリング６４の伝達トルクを制御する指令を、フロント側アクチュエータ４６、リヤ側アクチュエータ７６、及び上記各電磁ソレノイドにそれぞれ出力する。

特に、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、先ず、アクチュエータ出力指示部１０６は、リヤ側クラッチ３２を接続する指令をリヤ側アクチュエータ７６に出力する。これは、動力伝達部材６８及び入力ギヤ６０が回転停止している状態、すなわち動力伝達部材６８の回転速度と入力ギヤ６０の回転速度とが略同期している状態で、リヤ側クラッチ３２を接続する為である。その後、アクチュエータ出力指示部１０６は、第１カップリング６２及び第２カップリング６４に伝達トルクを略同時に発生させる指令を上記各電磁ソレノイドにそれぞれ出力して、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方のカップリングを係合に向けて制御する。これは、フロント側クラッチ４４を接続する為に、回転停止中のプロペラシャフト２８の回転速度を引き上げて、ドリブンピニオン２６の回転速度とプロペラシャフト回転速度Ｎpとの同期を図る為である。車両走行状態判定部１０２によりドリブンピニオン２６の回転速度とプロペラシャフト回転速度Ｎpとが略同期したと判定された後、アクチュエータ出力指示部１０６は、フロント側クラッチ４４を接続する指令をフロント側アクチュエータ４６に出力する。その後、アクチュエータ出力指示部１０６は、４ＷＤ駆動力演算部１０４により算出された前後輪の駆動力配分となるように、第１カップリング６２及び第２カップリング６４に伝達トルクを発生させる指令を上記各電磁ソレノイドにそれぞれ出力する。車両走行状態判定部１０２は、例えばドリブンピニオン２６の回転速度とプロペラシャフト回転速度Ｎpとの回転速度差の絶対値が同期判定閾値ΔＮfcth以下となったか否かに基づいて、ドリブンピニオン２６の回転速度とプロペラシャフト回転速度Ｎpとが略同期したか否かを判定する。尚、ドリブンピニオン２６の回転速度は、例えば不図示の回転速度センサによって直接的に検出された各回転速度であっても良いし、変速機出力回転速度Ｎoutなどから換算された回転速度であっても良い。又、前記同期判定閾値ΔＮfcthは、例えば回転速度差が大きいことに因るフロント側クラッチ４４の耐久性低下等を考慮して予め定められている。上述した、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態へ移行するときの一連の制御手順は、通常の４ＷＤ移行制御手順である。

ところで、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、４ＷＤ走行状態における各駆動輪１４，１６を速やかに車両走行状態に応じた駆動状態とすることが望ましい。特に、ステアリングホイール９９の操舵時である場合、所望する旋回が実現できる駆動力を速やかに発生させたい。上述した通常の４ＷＤ移行制御手順では、先ず、第１カップリング６２及び第２カップリング６４に伝達トルクを略同時に発生させているが、これは略同期状態でフロント側クラッチ４４を係合させる為であり、４ＷＤ駆動力演算部１０４により算出された前後輪の駆動力配分とするものではない。従って、略同期状態でフロント側クラッチ４４を係合させることができるという利点はあるが、所望する駆動力を発生させることが遅くなる可能性がある。

そこで、電子制御装置１００は、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、リヤ側クラッチ３２を係合した後に、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方の係合によるプロペラシャフト回転速度Ｎpの引上げを行うことなく(すなわちフロント側クラッチ４４自身の差回転速度の低減を行うことなく)、フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御し、その後、車両走行状態に基づいて第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方のカップリングに伝達トルクを発生させる。本実施例におけるフロント側クラッチ４４は、摩擦クラッチであり、同期機構を備えないドグクラッチと違って、略同期状態としなくとも係合することが可能である。従って、フロント側クラッチ４４を備える本実施例の車両１０においては、上述したように、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の係合によるプロペラシャフト回転速度Ｎpの引上げを行うことなく、フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御することが可能である。

上述したように、操舵時である場合には、操舵に応じた旋回が実現できる駆動力を速やかに発生させたい。つまり、後輪１６の各々において発生させられる各駆動力によってヨーモーメントを速やかに発生させたい。従って、電子制御装置１００は、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、操舵時でないときには、前記通常の４ＷＤ移行制御手順を実行する。一方で、電子制御装置１００は、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、操舵時には、リヤ側クラッチ３２を係合した後に、フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御し、その後、車両走行状態に基づいて第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方のカップリングに伝達トルクを発生させる。より好適には、発生しているアンダーステア或いはオーバーステアを抑制するヨーモーメントを速やかに発生させる為に、この操舵時には、電子制御装置１００は、アンダーステア状態であるか或いはオーバーステア状態であるかを判断し、アンダーステア状態であるか或いはオーバーステア状態である場合に、フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御した後に、車両走行状態に基づいて第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方のカップリングに伝達トルクを発生させる。フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御した後に、両方のカップリング６２，６４に発生させる伝達トルクは、例えば操舵角θswに基づく車両旋回目標へ車両挙動を近づけるようにエンジン１２の動力を後輪１６へ伝達する伝達トルクである。従って、後輪１６Ｌ，１６Ｒの各々において発生させる各駆動力によって操舵角θswに応じたヨーモーメントを速やかに発生させることができる。尚、操舵時でないときには、前記通常の４ＷＤ移行制御手順に従って、４ＷＤ駆動力演算部１０４により算出された前後輪の駆動力配分となるように、両方のカップリング６２，６４に伝達トルクが発生させられるが、この伝達トルクは、略零近傍とされた操舵角θswの基づく伝達トルクと見ることもできる。従って、フロント側クラッチ４４の係合後には、操舵角θswが略零となる操舵中でないときを含め、各駆動輪１４，１６に適切な駆動力が発生させられる。

より具体的には、電子制御装置１００は、更に、車両挙動判定手段すなわち車両挙動判定部１０８、必要ヨーモーメント演算手段すなわち必要ヨーモーメント演算部１１０、及び伝達トルク演算手段すなわち伝達トルク演算部１１２を備えている。

車両走行状態判定部１０２は、例えばステアリングホイール９９が操舵された車両１０の操舵時であるか否かを判定する。具体的には、車両走行状態判定部１０２は、操舵角θswの絶対値が所定操舵角θswth2以上であるか否かに基づいて、車両１０の操舵時であるか否かを判定する。前記所定操舵角θswth2は、例えば運転者が車両１０を旋回させるようにステアリングホイール９９を操舵したことを判断する為の予め定められた操舵判定閾値である。又、前記所定操舵角θswth2は、例えば一定値が予め定められても良いし、車速Ｖ等に基づいて変化する値として予め定められても良い。又、前記所定操舵角θswth2は、例えば前記旋回判定閾値θswthと同じ値が用いられても良い。

車両挙動判定部１０８は、例えば車両走行状態判定部１０２により車両１０の操舵時であると判定された場合には、アンダーステア状態及びオーバーステア状態の何れかの車両挙動となっているか否かを判断する。具体的には、車両挙動判定部１０８は、次式(１)に示すような予め定められた演算式から、車速Ｖ、目標スタビリティファクタＫhtgt、ホイールベース長Ｌ、操舵角θsw、ステアリングギヤ比ｎswに基づいて目標ヨーレートＲyawtgtを算出する。車両挙動判定部１０８は、その目標ヨーレートＲyawtgtが零以上のとき(Ｒyawtgt≧０のとき)に、実ヨーレートＲyawに基づいて、次式(２)が成立したときはアンダーステア状態の車両挙動となっていると判定し、次式(３)が成立したときはオーバーステア状態の車両挙動となっていると判定する。一方で、車両挙動判定部１０８は、目標ヨーレートＲyawtgtが零未満のとき(Ｒyawtgt＜０のとき)に、実ヨーレートＲyawに基づいて、次式(２)が成立したときはオーバーステア状態の車両挙動となっていると判定し、次式(３)が成立したときはアンダーステア状態の車両挙動となっていると判定する。前記目標スタビリティファクタＫhtgtは、例えば車速Ｖに応じた車両１０の曲がり易さの目標値であり、車両１０毎に予め定められた適合値である。式(１)中における(θsw/ｎsw)の項は、車輪の切れ角(タイヤ切れ角)の値となる。
Ｒyawtgt＝Ｖ/((1＋Ｋhtgt×Ｖ^２)×Ｌ)×(θsw/ｎsw) …(１)
Ｒyawtgt−Ｒyaw ≧ ０ …(２)
Ｒyawtgt−Ｒyaw ＜ ０ …(３)

必要ヨーモーメント演算部１１０は、車両挙動判定部１０８によりアンダーステア状態及びオーバーステア状態の何れかの車両挙動となっていると判断された場合には、目標ヨーレートＲyawtgtとする為に必要なヨーモーメント量(必要ヨーモーメント量)Ｍreqを算出する。具体的には、必要ヨーモーメント演算部１１０は、例えば次式(４)に示すような予め定められたフィードバック制御式を用いて、実ヨーレートＲyawを目標ヨーレートＲyawtgtと一致させる為のフィードバック制御量である必要ヨーモーメント量Ｍreqを算出する。この式(４)において、ΔＲyawは目標ヨーレートＲyawtgtと実ヨーレートＲyawとのヨーレート偏差(＝Ｒyawtgt−Ｒyaw)、Ｋpは所定の比例係数、Ｋdは所定の微分係数、Ｋiは所定の積分係数である。
Ｍreq＝Ｋp×ΔＲyaw＋Ｋd×(dΔＲyaw/dt)＋Ｋi×(∫ΔＲyawdt) …(４)

伝達トルク演算部１１２は、車両挙動判定部１０８によりアンダーステア状態及びオーバーステア状態の何れかの車両挙動となっていると判断された場合には、最適な前後輪の駆動力配分としつつ必要ヨーモーメント量Ｍreqを得る為に必要な、第１カップリング６２の伝達トルク(左クラッチトルク)Ｔcl及び第２カップリング６４の伝達トルク(右クラッチトルク)Ｔcrを算出する。具体的には、次式(５)−(７)に示すような予め定められた所定の連立方程式から、最適な前後輪の駆動力配分としつつ必要ヨーモーメント量Ｍreqを得る為に必要な、左後輪１６Ｌの駆動力(左後輪駆動力)Ｆrl及び右後輪１６Ｒの駆動力(右後輪駆動力)Ｆrrを算出する為の、次式(８)，(９)に示すような予め定められた演算式が導出される。伝達トルク演算部１１２は、その式(８)，(９)に示すような演算式から導出された、次式(１０)，(１１)に示すような予め定められた演算式から、車両トータル駆動力Ｆall、動的な前輪接地荷重分担比ｉ、タイヤ動荷重半径ｒt、必要ヨーモーメント演算部１１０により算出された必要ヨーモーメント量Ｍreq、車両１０のトレッド幅(左後輪１６Ｌのタイヤ幅方向中心と右後輪１６Ｒのタイヤ幅方向中心との間の長さ)Ｔrに基づいて、左クラッチトルクＴcl及び右クラッチトルクＴcrを算出する。この式(５)−(７)において、Ｆfは前輪１４Ｌ，１４Ｒのトータル駆動力である。又、伝達トルク演算部１１２は、例えば次式(１２)に示すような予め定められた演算式から、４ＷＤ駆動力演算部１０４により算出された推定エンジントルクＴep、エンジン１４から駆動輪までの動力伝達経路におけるトータルギヤ比ｉtotal、タイヤ動荷重半径ｒtに基づいて、車両トータル駆動力Ｆallを算出する。又、伝達トルク演算部１１２は、例えば次式(１３)に示すような予め定められた演算式から、静的な前輪接地荷重Ｆnf、静的な後輪接地荷重Ｆnr、車両１０の重心高ｈ、ホイールベース長Ｌ、前後加速度Ｇxに基づいて、動的な前輪接地荷重分担比ｉを算出する。
Ｆf＋Ｆrl＋Ｆrr＝Ｆall …(５)
(Ｆrl−Ｆrr)×(Ｔr/２)＝Ｍreq …(６)
Ｆf：(Ｆrl＋Ｆrr)＝ｉ：(１−ｉ) …(７)
Ｆrl＝Ｆall×(１−ｉ)／２＋Ｍreq／Ｔr …(８)
Ｆrr＝Ｆall×(１−ｉ)／２−Ｍreq／Ｔr …(９)
Ｔcl＝Ｆrl×ｒt＝Ｆall×(１−ｉ)×ｒt／２＋Ｍreq／Ｔr×ｒt …(１０)
Ｔcr＝Ｆrr×ｒt＝Ｆall×(１−ｉ)×ｒt／２−Ｍreq／Ｔr×ｒt …(１１)
Ｆall＝(Ｔep×ｉtotal)／ｒt …(１２)
ｉ＝(Ｆnf−(ｈ/Ｌ)×Ｇx)／(Ｆnf＋Ｆnr) …(１３)

アクチュエータ出力指示部１０６は、車両走行状態判定部１０２により４ＷＤ走行状態とするよう判定されたときに、車両走行状態判定部１０２により車両１０の操舵時であると判定され、且つ車両挙動判定部１０８によりアンダーステア状態及びオーバーステア状態の何れかの車両挙動となっていると判断された場合には、リヤ側クラッチ３２を接続する指令をリヤ側アクチュエータ７６に出力した後、上述した通常の４ＷＤ移行制御手順に替えて、フロント側クラッチ４４を接続する指令をフロント側アクチュエータ４６に出力する。その後、アクチュエータ出力指示部１０６は、車両走行状態判定部１０２により入力ギヤ６０の回転速度と後輪車軸３６の回転速度とが略同期したと判定された後に、伝達トルク演算部１１２により算出された左クラッチトルクＴcl及び右クラッチトルクＴcrとなるように、第１カップリング６２及び第２カップリング６４に伝達トルクを発生させる指令を前記各電磁ソレノイドにそれぞれ出力する。つまり、アクチュエータ出力指示部１０６は、伝達トルク演算部１１２により算出された左右計算クラッチトルク(左クラッチトルクＴcl及び右クラッチトルクＴcr)通りの伝達トルクを１００％発生する係合状態である１００％係合となるように、第１カップリング６２及び第２カップリング６４を係合に向けて制御する。車両走行状態判定部１０２は、例えば入力ギヤ６０の回転速度と左後輪車輪速Ｎwrlとの回転速度差の絶対値が同期判定閾値ΔＮth以下となり、且つ入力ギヤ６０の回転速度と右後輪車輪速Ｎwrrとの回転速度差の絶対値が同期判定閾値ΔＮth以下となったか否かに基づいて、入力ギヤ６０の回転速度と後輪車軸３６の回転速度とが略同期したか否かを判定する。尚、入力ギヤ６０の回転速度は、例えば不図示の回転速度センサによって直接的に検出された各回転速度であっても良いし、プロペラシャフト回転速度Ｎpなどから換算された回転速度であっても良い。又、前記同期判定閾値ΔＮthは、例えば回転速度差と伝達トルクとに基づく第１カップリング６２及び第２カップリング６４の各熱負荷が許容範囲となるような予め定められた回転速度差の上限値である。前記同期判定閾値ΔＮthは、例えば第１カップリング６２及び第２カップリング６４に対して同一の値が用いられても良いし、或いは各々に対応した異なる値が用いられても良い。

図３は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわち２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して速やかに４ＷＤ走行状態とする為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図４は、図３のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例であって、左旋回を行う操舵時にアンダーステアが発生したときを想定したものである。尚、図３のフローチャートは、車両走行状態判定部１０２によって車両１０の走行状態を４ＷＤ走行とするよう判定されたことで、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行制御を実行することを前提として開始される。又、４ＷＤ走行状態における各駆動輪を速やかに車両走行状態に応じた駆動状態とする為の制御作動でもある。

図３において、先ず、車両走行状態判定部１０２に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１０において、例えばステアリングホイール９９が操舵された車両１０の操舵時であるか否かが判断される。このＳ１０の判断が肯定される場合(図４のｔ１時点参照)は車両挙動判定部１０８に対応するＳ２０において、例えば車両１０がアンダーステア状態及びオーバーステア状態の何れかの車両挙動となっているか否かが判断される。このＳ２０の判断が肯定される場合(図４のｔ２時点参照)は必要ヨーモーメント演算部１１０に対応するＳ３０において、例えば前記式(４)に示すようなフィードバック制御式からヨーレート偏差ΔＲyawに基づいて必要ヨーモーメント量Ｍreqが算出される。次いで、伝達トルク演算部１１２に対応するＳ４０において、例えば前記式(１０)，(１１)に示すような演算式から前記Ｓ３０にて算出された必要ヨーモーメント量Ｍreq等に基づいて第１カップリング６２における左クラッチトルクＴcl及び第２カップリング６４における右クラッチトルクＴcrが算出される(図４のｔ２時点以降参照)。次いで、アクチュエータ出力指示部１０６に対応するＳ５０において、例えばリヤ側クラッチ３２を接続する指令がリヤ側アクチュエータ７６に出力される(図４のｔ２時点参照)。次いで、アクチュエータ出力指示部１０６に対応するＳ６０において、例えばフロント側クラッチ４４を接続する指令がフロント側アクチュエータ４６に出力される(図４のｔ３時点参照)。次いで、車両走行状態判定部１０２に対応するＳ７０において、例えば入力ギヤ６０の回転速度と左後輪車輪速Ｎwrlとの回転速度差の絶対値が同期判定閾値ΔＮth以下となり、且つ入力ギヤ６０の回転速度と右後輪車輪速Ｎwrrとの回転速度差の絶対値が同期判定閾値ΔＮth以下となったか否かが判定される。このＳ７０の判断が否定される場合はこのＳ７０が繰り返し実行されるが、このＳ７０の判断が肯定される場合(図４のｔ４時点参照)はアクチュエータ出力指示部１０６に対応するＳ８０において、例えば上記Ｓ４０にて算出された左クラッチトルクＴcl及び右クラッチトルクＴcrとなるように、第１カップリング６２及び第２カップリング６４に伝達トルクを発生させる指令が前記各電磁ソレノイドにそれぞれ出力される(図４のｔ４時点以降参照)。一方で、上記Ｓ１０の判断及び上記Ｓ２０の判断の何れか一方でも否定される場合は４ＷＤ駆動力演算部１０４及びアクチュエータ出力指示部１０６に対応するＳ９０において、例えば前述した通常の４ＷＤ移行制御手順に従って２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態へ移行する、通常の４ＷＤ移行制御が実行される。通常の４ＷＤ移行制御とは異なる、上述したＳ３０乃至Ｓ８０における一連の４ＷＤ移行制御により、後輪１６Ｌ，１６Ｒの各々において発生させられる各駆動力によって、発生しているアンダーステア或いはオーバーステアを抑制する必要ヨーモーメント量Ｍreqを速やかに発生させることができる。

図４において、操舵判定がオンとされ(ｔ１時点)、アンダーステア状態の判定がオンとされると(ｔ２時点)、リヤ側クラッチ３２の係合か開始され、そのリヤ側クラッチ３２の係合後には、フロント側クラッチ４４の係合が開始される(ｔ３時点)。その後、入力ギヤ６０の回転速度と後輪車軸３６の回転速度との回転速度差(カップリング−Ｄ／Ｓ差回転速度)が同期判定閾値ΔＮth以下とされると(ｔ４時点)、第１カップリング６２及び第２カップリング６４が係合に向けて制御されて、必要ヨーモーメント量Ｍreqを得る為に必要な左クラッチトルクＴcl及び右クラッチトルクＴcrとなるように、第１カップリング６２及び第２カップリング６４に伝達トルクが発生させられる(ｔ４時点以降)。ここでは、左旋回を行う操舵時におけるアンダーステア状態であるので、そのアンダーステア状態を抑制するように、右クラッチトルクＴcrの方が左クラッチトルクＴclよりも大きなトルクとされている。

上述のように、本実施例によれば、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態へ移行する際には、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方を係合に向けて制御することによるプロペラシャフト回転速度Ｎpの引上げを行うことなく(すなわちフロント側クラッチ４４自身の差回転速度の低減を行うことなく)、フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御した後に、車両走行状態に基づいて第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方のカップリングに伝達トルクを発生させるので、通常の４ＷＤ移行制御手順に従って４ＷＤ移行制御を実行する場合と比較して、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の係合当初から車両走行状態に応じた適切な伝達トルクを、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方に速やかに発生させられる。よって、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、４ＷＤ走行状態における各駆動輪１４，１６を速やかに車両走行状態に応じた駆動状態とすることができる。

また、本実施例によれば、フロント側クラッチ４４は、摩擦クラッチであるので、２ＷＤ_d走行状態においてプロペラシャフト２８が回転停止状態とされている為に、フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御するときに、フロント側クラッチ４４のプロペラシャフト２８側の回転速度と、フロント側クラッチ４４のエンジン１２側の回転速度とにある程度の回転速度差が生じていても、フロント側クラッチ４４を適切に係合することができる。

また、本実施例によれば、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、操舵時には、フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御した後に、車両走行状態に基づいて第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方のカップリングに伝達トルクを発生させるので、各駆動輪１４，１６には適切な駆動力が速やかに発生させられる。又、後輪１６の各々において発生させられる各駆動力によってヨーモーメントを速やかに発生させることができる。

また、本実施例によれば、操舵時に、アンダーステア状態であるか或いはオーバーステア状態である場合には、フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御した後に、車両走行状態に基づいて第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方のカップリングに伝達トルクを発生させるので、後輪１６の各々において発生させられる各駆動力によって、発生しているアンダーステア或いはオーバーステアを抑制するヨーモーメントを速やかに発生させることができる。

また、本実施例によれば、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、操舵時でないときには、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方のカップリングを係合に向けて制御し、その後、フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御し、その後、車両走行状態に基づいて第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方のカップリングに伝達トルクを発生させるので、先ず、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方のカップリングが係合に向けて制御されるので、フロント側クラッチ４４のプロペラシャフト２８側の回転速度がフロント側クラッチ４４のエンジン１２側の回転速度に向けて上昇するように、回転停止中のプロペラシャフト２８の回転速度を引き上げることができ、フロント側クラッチ４４における差回転速度が抑制された状態でフロント側クラッチ４４を係合することができる。加えて、フロント側クラッチ４４の係合後には、各駆動輪１４，１６には適切な駆動力が発生させられる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

前述の実施例１では、フロント側クラッチ４４は、ドリブンピニオン２６とプロペラシャフト２８との間を選択的に断接する摩擦クラッチであった。これに限らず、フロント側クラッチ４４は、フロントデフ２０とプロペラシャフト２８との間の動力伝達経路を断接する摩擦クラッチであれば良い。又、プロペラシャフト２８のエンジン１２側に設けられた、フロントデフ２０とプロペラシャフト２８との間の動力伝達経路を断接する断接機構として、摩擦クラッチとは別の断接機構がフロント側クラッチ４４に替えて用いられても良い。この別の断接機構は、例えば同期機構付きのドグクラッチである。この同期機構付きのドグクラッチを用いた一例を以下に説明する。

図５は、本発明が適用される四輪駆動車両１２０(以下、車両１２０という)の概略構成を説明する骨子図であって、図１の車両１０とは別の実施例である。図５において、車両１２０は、エンジン１２と前輪１４との間の動力伝達経路であるエンジン１２の動力を前輪１４に伝達する第１の動力伝達経路、エンジン１２と後輪１６との間の動力伝達経路であるエンジン１２の動力を後輪１６に伝達する第２の動力伝達経路などを備えている。前記第２の動力伝達経路は、変速機１８、前後輪動力分配装置であるトランスファ１２２、ドリブンピニオン２６、駆動力伝達軸であるプロペラシャフト２８、ドライブピニオン３０、リヤ側クラッチ３２、左右駆動力配分装置３４、後輪車軸３６などを備えている。トランスファ１２２は、フロントデフ２０と並んで設けられて、そのフロントデフ２０に連結されている。トランスファ１２２は、第１回転部材１２４と、第２回転部材１２６と、フロント側クラッチ１２８とを含んで構成されている。

第１回転部材１２４は、略円筒形状を有しており、その内周側を前輪車軸２２Ｒが貫通している。第１回転部材１２４の軸方向の一方には、外周嵌合歯４２が形成されている。第１回転部材１２４は、外周嵌合歯４２が内周嵌合歯３８と嵌合されることで、フロントデフ２０のケース２０ｃと一体的に回転する。又、第１回転部材１２４の軸方向の他方には、フロント側クラッチ１２８の一部を構成するクラッチ歯１３０が形成されている。

第２回転部材１２６は、略円筒形状を有しており、その内周側を前輪車軸２２Ｒ及び第１回転部材１２４が貫通している。第２回転部材１２６の軸方向の一方には、後輪１６側にエンジン１２の動力を伝達する為の、ドリブンピニオン２６と噛み合うリングギヤ１２６ｒが形成されている。又、第２回転部材１２６の軸方向の他方には、フロント側クラッチ１２８の一部を構成するクラッチ歯１３２が形成されている。リングギヤ１２６ｒと噛み合うドリブンピニオン２６は、プロペラシャフト２８に接続され、更に、プロペラシャフト２８を介してドライブピニオン３０に接続されている。

フロント側クラッチ１２８は、第１回転部材１２４と第２回転部材１２６との間を選択的に断接するクラッチである。フロント側クラッチ１２８は、クラッチ歯１３０、クラッチ歯１３２、スリーブ１３４、保持部材１３６、スリーブ１３４と第２回転部材１２６との回転が非同期状態である時にはそのスリーブ１３４の第２回転部材１２６方向への移動を阻止するシンクロナイザリング１３８、及びフロント側アクチュエータ１４０などを含んで構成される、同期機構付きのドグクラッチ(すなわち噛合式クラッチ)である。スリーブ１３４は、略円筒形状を有しており、スリーブ１３４の内周側には、クラッチ歯１３０及びクラッチ歯１３２と噛合可能な内周歯１４２が形成されている。スリーブ１３４は、例えば電子制御装置１００により電気的(電磁的)に制御可能なフロント側アクチュエータ１４０によって軸方向に移動させられる。シンクロナイザリング１３８は、スリーブ１３４の内周歯１４２とクラッチ歯１３２とを相互に噛み合わせる際にそれらを相互に同期させる同期装置(同期機構)である。

図５は、フロント側クラッチ１２８が解放された状態を示している。この状態では、第１回転部材１２４と第２回転部材１２６との接続が遮断されているので、後輪１６にはエンジン１２の動力が伝達されない。一方、スリーブ１３４が移動させられてクラッチ歯１３０及びクラッチ歯１３２が共に内周歯１４２と噛み合うと、フロント側クラッチ１２８が係合され、第１回転部材１２４と第２回転部材１２６とが接続される。従って、第１回転部材１４２が回転すると、第２回転部材１２６、ドリブンピニオン２６、プロペラシャフト２８、及びドライブピニオン３０が連れ回される。このように、フロント側クラッチ１２８は、フロント側クラッチ４４と同様に、プロペラシャフト２８のエンジン１２側に設けられた、フロントデフ２０とプロペラシャフト２８との間の動力伝達経路を断接する断接機構である。又、フロント側クラッチ１２８は、フロント側クラッチ４４と同様に、２ＷＤ走行中に解放させられることよって、４ＷＤ走行中に後輪１６へ動力を伝達する所定の回転要素を回転停止させるディスコネクト機構である。又、フロント側クラッチ１２８は、第２回転部材１２６よりもエンジン１２側に設けられているので、車両１２０における２ＷＤ_d走行では、車両１０における２ＷＤ_d走行と比較して、更に、第２回転部材１２６やドリブンピニオン２６などが回転停止させられ、一層走行抵抗が低減される。

このように構成された車両１２０では、車両１０と同様に、電子制御装置１００を備えており、図３のフローチャートに示すような、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して４ＷＤ走行状態における各駆動輪を速やかに車両走行状態に応じた駆動状態とする為の制御作動を実行することができる。

上述のように、本実施例によれば、前述の実施例１と同様の効果が得られる。又、フロント側クラッチ１２８は、同期機構付きのドグクラッチであるので、２ＷＤ_d走行状態においてプロペラシャフト２８が回転停止状態とされている為に、フロント側クラッチ１２８を係合に向けて制御するときに、フロント側クラッチ１２８のプロペラシャフト２８側の回転速度と、フロント側クラッチ１２８のエンジン１２側の回転速度とにある程度の回転速度差が生じていても、フロント側クラッチ１２８を適切に係合することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、アンダーステア状態及びオーバーステア状態の何れかの車両挙動となっているか否かを判断した。このような車両挙動は、必ずしも車両旋回中のときであるとは限らない。例えば、ステアリングホイール９９が操舵されて操舵角θswが零でなくても、アンダーステアの発生によって、車両１０が旋回中と判断されないような略直進状態とされている場合もある。従って、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方を係合に向けて制御することによるフロント側クラッチ４４，１２８自身の差回転速度の低減を行うことなくフロント側クラッチ４４，１２８を係合に向けて制御した後に、車両走行状態に基づいて第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方に伝達トルクを発生させるという実施態様Ａを実行する条件としては、車両１０の操舵時であれば良く、車両１０が旋回中であることは必ずしも必要ではない。又、操舵時にアンダーステア状態及びオーバーステア状態の何れかの車両挙動となっていなくても、前記通常の４ＷＤ移行制御手順に替えて、上記実施態様Ａを実行しても良い。この場合、図３のフローチャートにおけるＳ２０は必ずしも必要でない。又、そもそも上記実施態様Ａ自体を、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態へ移行するときの通常の４ＷＤ移行制御手順としても良い。この場合、図３のフローチャートにおけるＳ１０は必ずしも必要でなく、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態へ移行する際には、図３のフローチャートにおけるＳ３０乃至Ｓ８０が実行される。このような場合には、図３のフローチャートにおけるＳ９０は必ずしも必要でない。

また、前述の実施例では、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態へ移行する際には、フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御した後に、車両走行状態に基づいて第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方のカップリングに伝達トルクを発生させたが、これに限らない。例えば、伝達トルク演算部１１２により算出された、左クラッチトルクＴcl及び右クラッチトルクＴcrによっては、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の何れかのカップリングに伝達トルクを発生させる場合も想定される。その為、車両走行状態に基づいて第１カップリング６２及び第２カップリング６４の少なくとも一方のカップリングに伝達トルクを発生させることでも、本発明は実行される。このような場合でも、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の少なくとも一方の係合当初から車両走行状態に応じた適切な伝達トルクを、その係合するカップリングに速やかに発生させられる。よって、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、速やかに車両走行状態に応じた４ＷＤ走行状態とすることができる。又、例えば、砂地などで、第１カップリング６２及び第２カップリング６４を速やかに完全係合する場合も想定される。この場合には、車両状態に応じた(例えば操舵角θswに応じた)左クラッチトルクＴcl及び右クラッチトルクＴcrに制御する必要はなく、できるだけ早くカップリングを繋ぎにいけば良い。その為、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、フロント側クラッチ４４を係合に向けて制御した後に、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の少なくとも一方のカップリングに伝達トルクを発生させることでも、本発明は実行される。このような場合でも、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の少なくとも一方の係合当初から、その係合するカップリングに伝達トルクを速やかに発生させられる。よって、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行に際して、速やかに４ＷＤ走行状態とすることができる。

また、前述の実施例における図３のフローチャートは、２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行制御を実行することを前提として開始されたが、これに限らない。例えば、図３のフローチャートにおけるＳ１０及びＳ２０が共に肯定されたことを条件として２ＷＤ_d走行状態から４ＷＤ走行状態への移行を判断し、この条件で判断されたときの４ＷＤ走行状態への移行の際に、Ｓ３０乃至Ｓ８０が実行されるような態様であっても良い。このような場合にも、図３のフローチャートにおけるＳ９０は必ずしも必要でない。

また、前述の実施例における図３のフローチャートにおいて、上述したようにＳ１０やＳ２０やＳ９０は必ずしも必要でなかったり、又はＳ８０の実行前までにＳ４０の実行が完了しておれば良いなど、各ステップの実行順等は差し支えのない範囲で適宜変更することができる。

また、前述の実施例で示したように、車両１０では、リヤ側クラッチ３２が係合されていても、フロント側クラッチ４４，１２８と第１カップリング６２及び第２カップリング６４とが解放されていれば、前記ディスコネクト状態と同様の状態を作り出すことができる。従って、車両１０は、リヤ側クラッチ３２を備えなくても、２ＷＤ_d走行状態を作り出すことができる。つまり、第１カップリング６２及び第２カップリング６４は、前記ディスコネクト機構として機能させられる。よって、リヤ側クラッチ３２を備えていない車両１０であっても、本発明は適用され得る。ところで、リヤ側クラッチ３２を備えていない車両１０では、２ＷＤ_d走行状態において、第１カップリング６２及び第２カップリング６４が解放された状態であってもカップリングを構成する湿式多板クラッチの引き摺りが生じる為に、所定の回転要素を完全に回転停止させることができない可能性がある。前記ディスコネクト機構は、所定の回転要素を回転停止させる機構であることが望ましいが、上述したような引き摺り等に因って回転が多少発生した状態としてしまう機構も含んでいる。尚、リヤ側クラッチ３２を備えることは、このような引き摺り等に因る回転を防止するということでは、有用である。

また、前述の実施例では、第１カップリング６２及び第２カップリング６４は、電子制御カップリングであったが、これに限らない。例えば、第１カップリング６２及び第２カップリング６４は、公知の油圧式摩擦係合装置であっても良い。

また、前述の実施例では、リヤ側クラッチ３２及びフロント側クラッチ１２８は、電磁ドグクラッチであったが、これに限らない。例えば、リヤ側クラッチ３２及びフロント側クラッチ１２８は、スリーブを軸方向に移動させるシフトフォークを備え、電気制御可能な或いは油圧制御可能なアクチュエータによって、そのシフトフォークが駆動される形式のドグクラッチであっても良い。又、リヤ側クラッチ３２及びフロント側クラッチ４４，１２８は、回転要素間を断接する構成であれば適宜適用することができる。

また、前述の実施例では、車両１０は、前輪１４に常時動力が伝達され、後輪１６が副駆動輪となる構造となっているが、これに限らない。例えば、車両１０は、後輪１６に常時動力が伝達され、前輪１４が副駆動輪となる構造であっても構わない。例えば、車両１０は、ＦＲベースの四輪駆動車両であっても良い。

また、前述の実施例では、必要ヨーモーメント演算部１１０は、例えば前記式(４)に示すようなフィードバック制御式を用いて必要ヨーモーメント量Ｍreqを算出したが、これに限らない。例えば、フィードバック制御に替えて、フィードフォワード制御によって、ヨーレート偏差ΔＲyawに基づく予め定められた必要ヨーモーメント量Ｍreqを算出しても良い。このような場合には、結果的に、フロント側クラッチ４４，１２８を係合に向けて制御した後に、第１カップリング６２及び第２カップリング６４の両方に発生させる伝達トルクは、操舵角θswに基づく予め定められた伝達トルクとなる。このようにしても、操舵角θswが略零となる操舵中でないときを含め、各車輪１４，１６に適切な駆動力が発生させられる。又、特に、操舵時には、左右の後輪１６Ｌ，１６Ｒの各々において発生させる各駆動力によって操舵角θswに応じたヨーモーメントを発生させることができる。尚、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせることも可能である。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０，１２０：四輪駆動車両
１２：エンジン(駆動力源)
１４(１４Ｌ，１４Ｒ)：前輪(主駆動輪)
１６(１６Ｌ，１６Ｒ)：後輪(副駆動輪)
２０：フロントデフ(回転部材)
２４，１２２：トランスファ
２８：プロペラシャフト(駆動力伝達軸)
４４，１２８：フロント側クラッチ(断接機構)
６２：第１カップリング(第１のクラッチ)
６４：第２カップリング(第２のクラッチ)
１００：電子制御装置(制御装置)

Claims (3)

1. 駆動力源と主駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する回転部材に連結されて前記駆動力源の動力を副駆動輪に分配するトランスファと、前記トランスファにて分配された前記駆動力源の動力を前記副駆動輪へ伝達する駆動力伝達軸と、前記駆動力伝達軸の前記駆動力源側に設けられた、前記回転部材と前記駆動力伝達軸との間の動力伝達経路を断接する断接機構と、前記駆動力伝達軸と前記副駆動輪の左右両輪との間の各動力伝達経路に各々設けられた、伝達トルクを制御できる第１のクラッチ及び第２のクラッチとを備える四輪駆動車両において、前記断接機構と前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチとを解放する二輪駆動走行状態と、前記断接機構と前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチとを係合する四輪駆動走行状態とを、車両走行状態に応じて切り替える四輪駆動車両の制御装置であって、
   前記二輪駆動走行状態から前記四輪駆動走行状態への移行に際して、運転者が前記四輪駆動車両を旋回させるようにステアリングホイールを操舵した操舵時には、アンダーステア状態であるか或いはオーバーステア状態であるかを判断し、アンダーステア状態であるか或いはオーバーステア状態である場合に、前記断接機構を係合に向けて制御した後に、前記判断したアンダーステア状態或いはオーバーステア状態を抑制するヨーモーメントを得る為に必要な前記副駆動輪の左右両輪のトルク配分となるように、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチに伝達トルクを発生させることを特徴とする四輪駆動車両の制御装置。
2. 前記断接機構は、摩擦クラッチ或いは同期機構付きのドグクラッチであることを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車両の制御装置。
3. 前記二輪駆動走行状態から前記四輪駆動走行状態への移行に際して、前記操舵時でないときには、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチの両方を係合に向けて制御し、その後、前記断接機構を係合に向けて制御し、その後、車両走行状態に基づいて前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチの両方に伝達トルクを発生させることを特徴とする請求項１又は２に記載の四輪駆動車両の制御装置。

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