(57)【要約】【課題】四輪駆動走行時に駆動力の一部が主駆動輪側から副駆動輪側へ動力伝達部材を介して伝達される四輪駆動車に適用され、その動力伝達部材の回転速度を検出する回転速度センサを設けることなく、その動力伝達部材に接続された噛合クラッチの係合時の異音の発生を抑制できる四輪駆動車の制御装置を提供する。【解決手段】プロペラシャフト３０を含む動力伝達部材は、エンジン１２側にドグクラッチ５６が設けられ、後輪１６（副駆動輪）側に摩擦クラッチ３２が設けられる。ドグクラッチ５６の係合要求があると、ドグクラッチ５６を同期させるように摩擦クラッチ３２の係合制御を開始し、その係合制御の開始時点から指令待機時間Ｔｄｇ経過後にドグクラッチ５６の係合制御を開始する。指令待機時間Ｔｄｇは、ドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡ内のときにドグクラッチ５６の係合が完了するように予め定められたものである。【選択図】図２
2020090198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源からの駆動力が伝達される主駆動輪と、四輪駆動走行時に前記駆動力の一部が伝達される副駆動輪と、前記四輪駆動走行時に前記駆動力の一部を前記副駆動輪に伝達する動力伝達部材と、前記動力伝達部材と前記駆動力源との間を選択的に断接する第１クラッチと、前記動力伝達部材と前記副駆動輪との間を選択的に断接する第２クラッチと、を備え、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチの一方は噛合クラッチとされ、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチの他方は摩擦クラッチとされた四輪駆動車に適用され、前記噛合クラッチ及び前記摩擦クラッチを制御する四輪駆動車の制御装置であって、
前記噛合クラッチの係合要求があると、前記噛合クラッチを同期させるための予め定められた同期トルクを伝達するように前記摩擦クラッチの係合制御を開始し、前記摩擦クラッチの係合制御の開始時点から所定時間経過後に前記噛合クラッチの係合制御を開始する制御部と、
前記噛合クラッチの差回転速度が許容差範囲内にあるときに前記噛合クラッチの係合を完了させるように予め定められた、前記同期トルク及び車速と前記所定時間との関係を記憶する記憶部と、を有し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記関係から前記同期トルク及び前記車速に基づいて前記所定時間を導出する
ことを特徴とする四輪駆動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四輪駆動走行時に駆動力の一部が主駆動輪側から副駆動輪側へ動力伝達部材を介して伝達される四輪駆動車に適用され、その動力伝達部材の一方に設けられた噛合クラッチの係合時の異音の発生を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
四輪駆動走行時に駆動力の一部が主駆動輪側から副駆動輪側へ動力伝達部材（プロペラシャフトなど）を介して伝達される四輪駆動車であって、その動力伝達部材と駆動力源との間に摩擦クラッチ（例えば、電子制御カップリング）が設けられ、その動力伝達部材と副駆動輪との間に噛合クラッチが設けられたものが知られている。例えば、特許文献１に記載の四輪駆動車がそれである。特許文献１に記載の四輪駆動車では、噛合クラッチの係合要求があると、摩擦クラッチの伝達トルクが噛合クラッチを同期させるための同期トルクとなるように摩擦クラッチの係合制御が開始され、その後、噛合クラッチの同期が完了する時間が推定され、その同期が完了する時間から噛合クラッチの係合動作に要する作動時間が減算されたタイミングで噛合クラッチの係合制御が開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２２７０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、噛合クラッチの係合完了時に噛合クラッチの差回転速度が許容差範囲外にあると異音が発生する。異音の発生の抑制には、噛合クラッチの差回転速度が許容差範囲内にあるタイミングで噛合クラッチの係合を完了させる必要がある。このためには、例えば動力伝達部材の回転速度を検出する回転速度センサを設けて差回転速度が許容差範囲内にあるタイミングを精度良く検出することが考えられるが、回転速度センサが設けられることによるコストアップを招いてしまう。
【０００５】
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、四輪駆動走行時に駆動力の一部が主駆動輪側から副駆動輪側へ動力伝達部材を介して伝達される四輪駆動車に適用され、その動力伝達部材の回転速度を検出する回転速度センサを設けることなく、その動力伝達部材に接続された噛合クラッチの係合時の異音の発生を抑制できる四輪駆動車の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の要旨とするところは、駆動力源からの駆動力が伝達される主駆動輪と、四輪駆動走行時に前記駆動力の一部が伝達される副駆動輪と、前記四輪駆動走行時に前記駆動力の一部を前記副駆動輪に伝達する動力伝達部材と、前記動力伝達部材と前記駆動力源との間を選択的に断接する第１クラッチと、前記動力伝達部材と前記副駆動輪との間を選択的に断接する第２クラッチと、を備え、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチの一方は噛合クラッチとされ、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチの他方は摩擦クラッチとされた四輪駆動車に適用され、前記噛合クラッチ及び前記摩擦クラッチを制御する四輪駆動車の制御装置であって、（ａ）前記噛合クラッチの係合要求があると、前記噛合クラッチを同期させるための予め定められた同期トルクを伝達するように前記摩擦クラッチの係合制御を開始し、前記摩擦クラッチの係合制御の開始時点から所定時間経過後に前記噛合クラッチの係合制御を開始する制御部と、（ｂ）前記噛合クラッチの差回転速度が許容差範囲内にあるときに前記噛合クラッチの係合を完了させるように予め定められた、前記同期トルク及び車速と前記所定時間との関係を記憶する記憶部と、を有し、（ｃ）前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記関係から前記同期トルク及び前記車速に基づいて前記所定時間を導出することにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の四輪駆動車の制御装置によれば、（ａ）前記噛合クラッチの係合要求があると、前記噛合クラッチを同期させるための予め定められた同期トルクを伝達するように前記摩擦クラッチの係合制御を開始し、前記摩擦クラッチの係合制御の開始時点から所定時間経過後に前記噛合クラッチの係合制御を開始する制御部と、（ｂ）前記噛合クラッチの差回転速度が許容差範囲内にあるときに前記噛合クラッチの係合を完了させるように予め定められた、前記同期トルク及び車速と前記所定時間との関係を記憶する記憶部と、が備えられ、（ｃ）前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記関係から前記同期トルク及び前記車速に基づいて前記所定時間を導出する。このように、摩擦クラッチの係合制御の開始時点から記憶部に記憶された関係から同期トルク及び車速に基づいて導出された所定時間が経過した後に噛合クラッチの係合制御が開始される。記憶部に記憶された所定時間は、同期トルク及び車速に基づいて噛合クラッチの差回転速度が許容差範囲内にあるときに噛合クラッチの係合を完了させるように予め定められている。そのため、噛合クラッチの差回転速度を検出するための回転速度センサが設けられることなく、噛合クラッチの差回転速度が許容差範囲内にあるときに噛合クラッチの係合が完了させられるので、コストアップを招くことなく噛合クラッチの係合時の異音の発生が抑制される。
【０００８】
ここで、好適には本発明において、前記記憶部に記憶されている前記所定時間は、前記同期トルク及び前記車速のときに前記噛合クラッチの係合の完了が最も早くなるように定められている。これにより、噛合クラッチの差回転速度が許容差範囲内にあるときに噛合クラッチの係合が完了させられて噛合クラッチの係合時の異音の発生が抑制されると共に噛合クラッチの係合が早く完了させられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係る電子制御装置が搭載された四輪駆動車の構成を説明する骨子図であると共に、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図である。
【図２】図１に示す電子制御装置の制御作動が実行されたときのタイムチャートの一例である。
【図３】ドグクラッチの指令待機時間の設定方法について説明する図である。
【図４】図１に示す電子制御装置の記憶部に記憶されている同期トルク指令値及び車速と指令待機時間との関係の一例である。
【図５】図１に示す電子制御装置の制御作動を説明するフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の実施例に係る電子制御装置９０が搭載された四輪駆動車１０（以下「車１０」という。）の構成を説明する骨子図であると共に、電子制御装置９０の制御機能の要部を説明する機能ブロック図である。車１０は、エンジン１２、一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒ（以下、特に区別しない場合には「前輪１４」という。）、一対の後輪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の駆動力を前輪１４に伝達する第１の動力伝達経路、エンジン１２の駆動力を後輪１６に伝達する第２の動力伝達経路などを備える。
【００１２】
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（以下「動力」とも記す。）を発生する駆動力源である。なお、エンジン１２は、本発明における「駆動力源」に相当する。前輪１４は、二輪駆動状態（２ＷＤ状態）及び四輪駆動状態（４ＷＤ状態）のいずれでも駆動輪となる主駆動輪である。後輪１６は、２ＷＤ状態のときに従動輪となり且つ４ＷＤ状態のときに第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。したがって、車１０は、ＦＦベースの四輪駆動車である。
【００１３】
第１の動力伝達経路は、変速機１８、フロントデフ２０、及び一対の前輪車軸２２Ｌ、２２Ｒ（以下、特に区別しない場合には「前輪車軸２２」という。）を備える。第２の動力伝達経路は、変速機１８、エンジン１２の動力の一部を後輪１６へ分配する前後輪動力分配装置であるトランスファ２４、ドリブンピニオン２６、トランスファ２４にて分配されたエンジン１２からの動力を後輪１６へ伝達するプロペラシャフト３０、摩擦クラッチ３２、ドライブピニオン３４、リヤデフ４４、及び一対の後輪車軸４６Ｌ、４６Ｒ（以下、特に区別しない場合には「後輪車軸４６」という。）を備える。
【００１４】
変速機１８は、エンジン１２と前輪１４との間の第１の動力伝達経路及びエンジン１２と後輪１６との間の第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、例えば周知の遊星歯車式多段変速機、無段変速機、或いは同期噛合型平行２軸式変速機などである。
【００１５】
フロントデフ２０は、周知のディファレンシャルギヤである。フロントデフ２０には、変速機１８からエンジン１２の動力が伝達される。フロントデフ２０のデフケース２０ｃには、後述する外周嵌合歯５８と嵌合する内周嵌合歯５０が形成されている。フロントデフ２０は、一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒのそれぞれに連結された一対の前輪車軸２２Ｌ、２２Ｒに適宜差回転を与えつつ駆動力を伝達する。
【００１６】
トランスファ２４は、フロントデフ２０と並んで設けられ、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５２、第２回転部材５４、及びドグクラッチ５６を含んで構成されている。
【００１７】
第１回転部材５２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５２の軸方向の一方には、外周嵌合歯５８が形成されている。外周嵌合歯５８が内周嵌合歯５０と嵌合されることで、第１回転部材５２はフロントデフ２０のデフケース２０ｃと一体的に回転する。第１回転部材５２の軸方向の他方には、ドグクラッチ５６の一部を構成するクラッチ歯６０が形成されている。
【００１８】
第２回転部材５４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５２が貫通している。第２回転部材５４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５４ｒが形成されている。第２回転部材５４の軸方向の他方には、ドグクラッチ５６の一部を構成するクラッチ歯６２が形成されている。リングギヤ５４ｒと噛み合うドリブンピニオン２６は、プロペラシャフト３０に接続されている。
【００１９】
ドグクラッチ５６は、第１回転部材５２と第２回転部材５４との間を選択的に断接する噛合クラッチである。ドグクラッチ５６は、クラッチ歯６０、クラッチ歯６２、スリーブ６４、及びフロント側アクチュエータ６６を含んで構成される。スリーブ６４は、略円筒形状を有しており、スリーブ６４の内周側には、クラッチ歯６０及びクラッチ歯６２と噛合可能な内周歯７０が形成されている。スリーブ６４は、例えば電子制御装置９０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６６によって軸方向に移動させられる。なお、ドグクラッチ５６は、本発明における「第１クラッチ」に相当する。
【００２０】
図１は、ドグクラッチ５６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５２と第２回転部材５４とが切断されているので、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６４が移動させられてクラッチ歯６０及びクラッチ歯６２が共に内周歯７０と噛み合うと、ドグクラッチ５６が係合され、第１回転部材５２と第２回転部材５４とが接続された状態となる。この状態では、第１回転部材５２が回転すると、第２回転部材５４、ドリブンピニオン２６、及びプロペラシャフト３０が連れ回される。
【００２１】
摩擦クラッチ３２は、プロペラシャフト３０とリヤデフ４４との間に設けられている。摩擦クラッチ３２は、プロペラシャフト３０に連結されている一方の回転要素３２ａと、ドライブピニオン３４及び第３回転部材３６を介してリヤデフ４４に連結されている他方の回転要素３２ｂと、の間でトルク伝達を行う。摩擦クラッチ３２は、例えば摩擦クラッチとして湿式多板クラッチで構成される周知の電子制御カップリングである。摩擦クラッチ３２の伝達トルク（締結トルクともいう）が制御されることにより、一方の回転要素３２ａから他方の回転要素３２ｂへ伝達されるトルク又は他方の回転要素３２ｂから一方の回転要素３２ａへ伝達されるトルクが調整される。具体的には、摩擦クラッチ３２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摩擦クラッチ３２が係合される。摩擦クラッチ３２の他方の回転要素３２ｂは、ドライブピニオン３４に接続されている。なお、摩擦クラッチ３２は、本発明における「第２クラッチ」に相当する。
【００２２】
第３回転部材３６は、略円筒形状を有しており、その内周側を後輪車軸４６Ｌが貫通している。第３回転部材３６の軸方向の一方には、外周噛合歯４０が形成されている。第３回転部材３６の軸方向の他方には、ドライブピニオン３４と噛み合うリングギヤ３８ｒが形成されている。第３回転部材３６に形成された外周噛合歯４０は、後述するリヤデフ４４のデフケース４４ｃに形成された内周噛合歯４２と嵌合されている。
【００２３】
リヤデフ４４は、周知のディファレンシャルギヤである。リヤデフ４４のデフケース４４ｃには、外周噛合歯４０と嵌合する内周噛合歯４２が形成されている。外周噛合歯４０が内周噛合歯４２と嵌合されることで、第３回転部材３６はリヤデフ４４のデフケース４４ｃと一体的に回転する。リヤデフ４４は、一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒのそれぞれに連結された一対の後輪車軸４６Ｌ、４６Ｒに適宜差回転を与える。
【００２４】
車１０では、例えばドグクラッチ５６及び摩擦クラッチ３２が共に係合されると、後輪１６にも摩擦クラッチ３２の伝達トルクに応じた駆動力が伝達される。これにより、車１０は、前輪１４及び後輪１６のいずれにも動力が伝達されて４ＷＤ状態となる。
【００２５】
車１０では、例えばドグクラッチ５６及び摩擦クラッチ３２が共に解放されると、第１回転部材５２と第２回転部材５４との連結が切断されると共にプロペラシャフト３０とドライブピニオン３４との連結が切断される。これにより、車１０は、後輪１６には動力が伝達されず前輪１４のみにエンジン１２の動力が伝達される２ＷＤ状態と同様の状態となる。ドグクラッチ５６及び摩擦クラッチ３２が共に解放されることで、第２回転部材５４、ドリブンピニオン２６、及びプロペラシャフト３０が連れ回される引き摺りがなくなる分だけ燃費が向上する。なお、ドグクラッチ５６と摩擦クラッチ３２との間の動力伝達経路にある第２回転部材５４、ドリブンピニオン２６、及びプロペラシャフト３０は、本発明における「動力伝達部材」に相当する。
【００２６】
車１０は、例えばその走行状態に応じてドグクラッチ５６及び摩擦クラッチ３２の作動状態を切り替える電子制御装置９０（ＥＣＵ９０）を備える。電子制御装置９０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１０の各種制御を実行する。なお、電子制御装置９０は、本発明における「制御装置」に相当する。
【００２７】
電子制御装置９０には、駆動モード選択スイッチ８０で選択されたモード選択信号Ｍｏｄｅが入力される。運転者により選択されたモード選択信号Ｍｏｄｅが「４ＷＤモードの選択」を表す場合には、電子制御装置９０は車１０を４ＷＤ状態とする制御を実行し、運転者により選択されたモード選択信号Ｍｏｄｅが「２ＷＤモードの選択」を表す場合には、電子制御装置９０は車１０を２ＷＤ状態とする制御を実行する。電子制御装置９０には、一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒ及び一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒのそれぞれに設けられた車輪速センサ８２で検出された左前輪車輪速Ｎｗｆｌ［ｋｍ／ｈ］、右前輪車輪速Ｎｗｆｒ［ｋｍ／ｈ］、左後輪車輪速Ｎｗｒｌ［ｋｍ／ｈ］、及び右後輪車輪速Ｎｗｒｒ［ｋｍ／ｈ］（以下、特に区別しない場合には「車輪速Ｎｗ［ｋｍ／ｈ］」という。）が入力される。電子制御装置９０からは、エンジン１２の出力制御の為のエンジン制御信号Ｓｅ、ドグクラッチ５６の作動状態を切り替えるためのドグクラッチ制御信号Ｓｄｇ、及び摩擦クラッチ３２の作動状態を切り替えるための摩擦クラッチ制御信号Ｓｆｒが出力される。ドグクラッチ制御信号Ｓｄｇは、フロント側アクチュエータ６６を制御する信号であり、摩擦クラッチ制御信号Ｓｆｒは、摩擦クラッチ３２の伝達トルクを制御する信号である。なお、車輪速センサ８２で検出された車輪速Ｎｗは、ＡＢＳ（アンチロックブレーキ・システム）の制動制御にも用いられる。電子制御装置９０は、各車輪速Ｎｗに基づいて、各種実際値の１つとして車１０の車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を算出する。電子制御装置９０は、例えば各車輪速Ｎｗの平均車輪速を車速Ｖとする。
【００２８】
ここから電子制御装置９０の制御機能の要部を説明する。電子制御装置９０は、判定部９０ａ、制御部９０ｂ、及び記憶部９０ｃを機能的に備える。
【００２９】
判定部９０ａは、モード選択信号Ｍｏｄｅに基づいて、車１０において２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切替指示があったか否かを判定する。例えば、判定部９０ａは、モード選択信号Ｍｏｄｅが「２ＷＤモードの選択」であるか、又は「４ＷＤモードの選択」であるか、を繰り返しモニタし、前回のモニタ結果が「２ＷＤモードの選択」であったものが今回のモニタでは「４ＷＤモードの選択」に変化したことに基づいて、車１０において２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切替指示があったと判定する。また、判定部９０ａは、２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切替指示があったと判定すると、ドグクラッチ５６の係合要求があったと判定する。
【００３０】
車１０において２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切替指示があった、すなわちドグクラッチ５６の係合要求があったと判定部９０ａにより判定されると、制御部９０ｂは、以下の一連の制御を実行する。
【００３１】
まず、制御部９０ｂは、ドグクラッチ５６を同期させるための、すなわち第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２［ｒｐｍ］を第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１［ｒｐｍ］と同じにさせるための摩擦クラッチ３２の同期トルク指令値Ｔｃｌ［Ｎｍ］として指令値Ｔｃｌ＿ａ［Ｎｍ］を設定する。第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１は、第１回転部材５２がフロントデフ２０及び前輪車軸２２を介して前輪１４に連結されているため、車速Ｖに応じた回転速度である。第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１は、例えば前述した各車輪速Ｎｗの平均車輪速を車速Ｖとして、又は左前輪車輪速Ｎｗｆｌと右前輪車輪速Ｎｗｆｒとの平均車輪速を車速Ｖとして、その車速Ｖに応じて算出することができる。なお、指令値Ｔｃｌ＿ａは、例えば動力伝達部材である第２回転部材５４、ドリブンピニオン２６、及びプロペラシャフト３０が回転停止している状態からそれらの回転速度を上昇させて、第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２と第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１とが同じになるように摩擦クラッチ３２を直結可能にする摩擦クラッチ３２の予め定められた伝達トルクである。また、前記「摩擦クラッチ３２を直結可能にする」とは、摩擦クラッチ３２において一方の回転要素３２ａと他方の回転要素３２ｂとを一体回転可能にするという意味である。同期トルク指令値Ｔｃｌの設定後、制御部９０ｂは、摩擦クラッチ３２の伝達トルクを指令値Ｔｃｌ＿ａとする係合制御を開始するための摩擦クラッチ制御信号Ｓｆｒ（以下「摩擦クラッチ３２に対する係合作動指令」とも記す。）を出力する。
【００３２】
制御部９０ｂは、その摩擦クラッチ３２に対する係合作動指令の出力時刻からの経過時間Ｔ［ｓ］のカウントを開始する。経過時間Ｔのカウント開始後、制御部９０ｂは、指令値Ｔｃｌ＿ａ及び車速Ｖに基づいて、記憶部９０ｃに記憶されている同期トルク指令値Ｔｃｌ及び車速Ｖと指令待機時間Ｔｄｇ［ｓ］との関係からドグクラッチ５６の指令待機時間Ｔｄｇを導出する。記憶部９０ｃには、ドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇ［ｒｐｍ］（＝Ｎｄｇ１−Ｎｄｇ２）が許容差範囲ΔＮＡ内にあるときにドグクラッチ５６の係合を完了させるように予め定められた、同期トルク指令値Ｔｃｌ及び車速Ｖと指令待機時間Ｔｄｇとの間の後述する図４で例示する関係が記憶されている。後述するように、差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡ内にあるときにドグクラッチ５６の係合を完了させても許容外の異音が発生しないように、許容差範囲ΔＮＡは定められている。つまり、差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡの外にあるときにドグクラッチ５６の係合を完了させると許容外の異音が発生するおそれがある。噛合クラッチであるドグクラッチ５６の係合を完了させるとは、ドグクラッチ５６が断接する第１回転部材５２と第２回転部材５４とを実際に接続させること、すなわちスリーブ６４が移動させられて実際にクラッチ歯６０及びクラッチ歯６２が共にスリーブ６４の内周歯７０と噛み合った状態にさせることである。指令待機時間Ｔｄｇの導出後、制御部９０ｂは、経過時間Ｔが導出された指令待機時間Ｔｄｇになると、ドグクラッチ５６の係合制御を開始するためのドグクラッチ制御信号Ｓｄｇ（以下「ドグクラッチ５６に対する係合作動指令」とも記す。）を出力する。このドグクラッチ５６に対する係合作動指令の出力後、制御部９０ｂは経過時間Ｔをリセットする。なお、指令値Ｔｃｌ＿ａは、ドグクラッチ５６を同期させるための摩擦クラッチ３２の伝達トルクのトルク指令値であり、摩擦クラッチ３２の伝達トルクは指令値Ｔｃｌ＿ａとなるように制御される。したがって、指令値Ｔｃｌ＿ａは、本発明における「同期トルク」に相当する。また、指令待機時間Ｔｄｇは、本発明における「所定時間」に相当する。
【００３３】
図２は、図１に示す電子制御装置９０の制御作動が実行されたときのタイムチャートの一例である。図２は、車１０における２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切替指示がされたときの車速Ｖ、及び伝達トルクのトルク指令値である指令値Ｔｃｌ＿ａがそれぞれある値の場合における例示である。車速Ｖ又はトルク指令値Ｔｃｌ＿ａが異なれば、それに応じて後述の時刻Ａ１、時刻Ａ２、及び時刻Ｂは異なる、すなわち第１の異音非発生期間、異音発生期間、及び第２の異音非発生期間は異なる。
【００３４】
図２において、横軸は経過時間Ｔ［ｓ］であり、縦軸は回転速度［ｒｐｍ］である。前述のように、ドグクラッチ５６は、第１回転部材５２と第２回転部材５４との間を選択的に断接する。図２において、ドグクラッチ５６が選択的に断接する一方の回転部材である第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２が太い実線で示され、他方の回転部材である第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１が太い破線で示されている。
【００３５】
時刻ｔ０は、車１０における２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切替指示に応じて摩擦クラッチ３２の伝達トルクを指令値Ｔｃｌ＿ａとする制御を開始させるために、摩擦クラッチ３２に対する係合作動指令が制御部９０ｂから出力された時刻であると共に、その摩擦クラッチ３２に対する係合作動指令の出力時刻からの経過時間Ｔのカウントが開始される時刻である。なお、時刻ｔ０は、本発明における「摩擦クラッチの係合制御の開始時点」に相当する。
【００３６】
時刻ｔ０から時刻Ａ０までの期間に摩擦クラッチ３２のパック詰めが行われる。時刻Ａ０において、摩擦クラッチ３２の係合が実際に開始される。摩擦クラッチ３２の係合開始により、後輪１６からリヤデフ４４、第３回転部材３６、及びドライブピニオン３４を経由して伝達されたトルクが、摩擦クラッチ３２を介してプロペラシャフト３０に伝達され、さらにドリブンピニオン２６を介して第２回転部材５４に伝達される。時刻Ａ０から、実際に摩擦クラッチ３２の係合が開始されるのに応じて第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２が上昇し始める。
【００３７】
時刻Ａ１において、第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２と第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１との差回転速度ΔＮｄｇは、ドグクラッチ５６の係合を完了させても許容外の異音が発生しない許容差範囲ΔＮＡ内に入る。
【００３８】
時刻Ａ１から時刻Ａ２までの間において、第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２は、第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１と同じになるまで上昇する。第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２が第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１と同じになった後も、第２回転部材５４から後輪１６までの間にある回転軸の周方向への弾性変形（捩れ）のために、第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２は上昇を続ける（オーバーシュートする）。特に、プロペラシャフト３０のように軸心方向に比較的長い回転軸では、捩れが大きくなりやすく、プロペラシャフト３０はその軸心方向においてドグクラッチ５６側と摩擦クラッチ３２側とで回転速度にずれが生じやすい。
【００３９】
時刻Ａ２において、第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２と第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１との差回転速度ΔＮｄｇは、ドグクラッチ５６の係合が完了させられても許容外の異音が発生しない許容差範囲ΔＮＡの外になる。差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡの外にある場合に、ドグクラッチ５６の係合が完了させられると許容外の異音が発生するおそれがある。
【００４０】
時刻Ａ２から時刻Ｂまでの間において、前述した捩れのために第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２は上昇が続き、その後、前述した捩れが反対方向に戻る捩れが生じるため、第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２は下降に転じる。
【００４１】
時刻Ｂにおいて、第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２と第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１との差回転速度ΔＮｄｇは、ドグクラッチ５６の係合が完了させられても許容外の異音が発生しない許容差範囲ΔＮＡ内に再び入る。時刻Ｂ以降、前述の捩れの影響があるが、第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２と第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１との差回転速度ΔＮｄｇは、ドグクラッチ５６の係合が完了させられても許容外の異音が発生しない許容差範囲ΔＮＡ内に維持される。
【００４２】
なお、時刻Ａ１から時刻Ａ２までの期間は、差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡ内にあるため、ドグクラッチ５６の係合が完了させられても許容外の異音が発生しない第１の異音非発生期間である。時刻Ａ２から時刻Ｂまでの期間は、差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡの外にあるため、ドグクラッチ５６の係合が完了させられると許容外の異音が発生するおそれがある異音発生期間である。時刻Ｂ以降の期間は、差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡ内にあるため、ドグクラッチ５６の係合が完了させられても許容外の異音が発生しない第２の異音非発生期間である。したがって、第１の異音非発生期間及び第２の異音非発生期間のいずれかにおいてドグクラッチ５６の係合を完了させる制御が実行されると、ドグクラッチ５６の係合時の異音の発生が抑制される。
【００４３】
図３は、ドグクラッチ５６の指令待機時間Ｔｄｇの設定方法について説明する図である。図３において、横軸は、摩擦クラッチ３２に対する係合作動指令の出力時刻からの経過時間Ｔである。
【００４４】
摩擦クラッチ３２に対する係合作動指令の出力時刻からドグクラッチ５６の係合が完了する時刻までの期間は、ドグクラッチ５６の指令待機時間Ｔｄｇ及びドグクラッチ５６の作動時間Ｔｒｕｎ［ｓ］に分けられる。指令待機時間Ｔｄｇは、摩擦クラッチ３２に対する係合作動指令の出力時刻からドグクラッチ５６に対する係合作動指令の出力時刻までの期間である。作動時間Ｔｒｕｎは、ドグクラッチ５６に対する係合作動指令の出力時刻からドグクラッチ５６の係合が完了する時刻までの期間である。
【００４５】
作動時間Ｔｒｕｎは、ドグクラッチ５６に対する係合作動指令の出力時刻からドグクラッチ５６の解放状態から係合状態への切替が完了する時刻までのフロント側アクチュエータ６６が作動する時間であり、車速Ｖや指令値Ｔｃｌ＿ａの影響を受けない。一方、指令待機時間Ｔｄｇは、主にドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇを無くして同期を取る期間であり、車速Ｖや指令値Ｔｃｌ＿ａの影響を受ける。例えば、同じ指令値Ｔｃｌ＿ａであれば、プロペラシャフト３０等の回転速度を零から車速Ｖに応じた第１回転部材５２の回転速度Ｎｄｇ１まで上昇させる時間が長くなるため、車速Ｖが大きいほど指令待機時間Ｔｄｇは長くなる。
【００４６】
ここで、図３に基づいて車１０における２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切替指示がされたときの同期トルク指令値Ｔｃｌが同じ指令値Ｔｃｌ＿ａであり、車速Ｖも同じ車速値Ｖ１［ｋｍ／ｈ］としたケース１乃至３の例について説明する。なお、図３において縦軸の破線で示す時刻Ａ１、時刻Ａ２、及び時刻Ｂはそれぞれ図２における時刻Ａ１、時刻Ａ２、及び時刻Ｂに対応した時刻である。
【００４７】
ケース１では、指令待機時間Ｔｄｇ１と作動時間Ｔｒｕｎとの合計時間における経過時間Ｔを時刻Ａ１とした例である。したがって、経過時間Ｔが指令待機時間Ｔｄｇ１となったときにドグクラッチ５６に対する係合作動指令が出力されると、時刻Ａ１のときにドグクラッチ５６の係合がドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇの過渡期間内において完了させられる。このドグクラッチ５６の係合が完了する時刻Ａ１は、第１の異音非発生期間内にあるため、ドグクラッチ５６の係合時に許容外の異音が発生しない。ケース１は、後述の図４に示すような関係において、例えば車速Ｖが車速値Ｖ１であり且つ同期トルク指令値Ｔｃｌが指令値Ｔｃｌ＿ａであるときの指令待機時間Ｔｄｇが、指令待機時間Ｔｄｇ１と定められた場合を示している。
【００４８】
ケース２では、指令待機時間Ｔｄｇ２と作動時間Ｔｒｕｎとの合計時間における経過時間Ｔを時刻Ａ１と時刻Ａ２との間となる時刻とした例である。したがって、経過時間Ｔが指令待機時間Ｔｄｇ２となったときにドグクラッチ５６に対する係合作動指令が出力されると、時刻Ａ１と時刻Ａ２との間となる時刻のときにドグクラッチ５６の係合がドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇの過渡期間内において完了させられる。このドグクラッチ５６の係合が完了する時刻Ａ１と時刻Ａ２との間となる時刻は、第１の異音非発生期間内にあるため、ドグクラッチ５６の係合時に許容外の異音が発生しない。ケース２は、後述の図４に示すような関係において、例えば車速Ｖが車速値Ｖ１であり且つ同期トルク指令値Ｔｃｌが指令値Ｔｃｌ＿ａであるときの指令待機時間Ｔｄｇが、指令待機時間Ｔｄｇ２と定められた場合を示している。
【００４９】
ケース３は、指令待機時間Ｔｄｇ３と作動時間Ｔｒｕｎとの合計時間における経過時間Ｔを時刻Ｂとした例である。したがって、経過時間Ｔが指令待機時間Ｔｄｇ３となったときにドグクラッチ５６に対する係合作動指令が出力されると、時刻Ｂのときにドグクラッチ５６の係合がドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇの過渡期間内において完了させられる。このドグクラッチ５６の係合が完了する時刻Ｂは、第２の異音非発生期間内にあるため、ドグクラッチ５６の係合時に許容外の異音が発生しない。ケース３は、後述の図４に示すような関係において、例えば車速Ｖが車速値Ｖ１であり且つ同期トルク指令値Ｔｃｌが指令値Ｔｃｌ＿ａであるときの指令待機時間Ｔｄｇが、指令待機時間Ｔｄｇ３と定められた場合を示している。
【００５０】
すなわち、指令待機時間Ｔｄｇと作動時間Ｔｒｕｎとの合計時間における経過時間Ｔが時刻Ａ２と時刻Ｂとの間となる時刻にはならないように、指令待機時間Ｔｄｇを設定する。上記経過時間Ｔが異音発生期間である時刻Ａ２と時刻Ｂとの間となる時刻になるように指令待機時間Ｔｄｇが設定されると、経過時間Ｔがその設定された指令待機時間Ｔｄｇとなったときにドグクラッチ５６に対する係合作動指令が出力されると、ドグクラッチ５６の係合時に許容外の異音が発生するおそれがあるからである。なお、後述する図４で例示する関係では、第１の異音非発生期間内又は第２の異音非発生期間内であってドグクラッチ５６の係合の完了が最も早い時刻となるように、すなわち、ケース１で例示したように、指令待機時間Ｔｄｇが設定されている。ここで、指令待機時間Ｔｄｇを零としても第１の異音非発生期間内にドグクラッチ５６の係合が完了しない場合には、第２の異音非発生期間内であってドグクラッチ５６の係合の完了が最も早い時刻となるように、指令待機時間Ｔｄｇを設定すればよい。
【００５１】
図４は、図１に示す電子制御装置９０の記憶部９０ｃに記憶されている同期トルク指令値Ｔｃｌ及び車速Ｖと指令待機時間Ｔｄｇとの関係の一例である。前述したように、指令待機時間Ｔｄｇと作動時間Ｔｒｕｎとの合計時間における経過時間Ｔが時刻Ａ１から時刻Ａ２までの期間及び時刻Ｂ以降の期間のうちで最も早い時刻となるように、指令待機時間Ｔｄｇが定められている。したがって、図４は、第２回転部材５４から後輪１６までの間にある回転軸の周方向の弾性変形（捩れ）があってもドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡ内にあるときにドグクラッチ５６の係合を完了させるように予め実験的に或いは設計的に定められた、同期トルク指令値Ｔｃｌ及び車速Ｖと指令待機時間Ｔｄｇとの関係を示している。なお、図４では、代表的な指令待機時間Ｔｄｇとして、指令待機時間Ｔｄｇ１、指令待機時間Ｔｄｇ２、及び指令待機時間Ｔｄｇ３（Ｔｄｇ１＜Ｔｄｇ２＜Ｔｄｇ３）が示されている。図４において、例えば同期トルク指令値Ｔｃｌ及び車速Ｖによって選択された箇所が指令待機時間Ｔｄｇ２を表す線上となる場合には、指令待機時間Ｔｄｇとして指令待機時間Ｔｄｇ２が導出される。図４において、例えば同期トルク指令値Ｔｃｌ及び車速Ｖによって選択された箇所が指令待機時間Ｔｄｇ１を表す線と指令待機時間Ｔｄｇ２を表す線との間となる場合には、周知の補間計算により指令待機時間Ｔｄｇとして指令待機時間Ｔｄｇ１と指令待機時間Ｔｄｇ２との間の値が導出される。
【００５２】
図４に示すような関係は、記憶部９０ｃに予め記憶されている。前述したように、同じ同期トルク指令値Ｔｃｌであれば車速Ｖが大きいほど指令待機時間Ｔｄｇは長くなり、また同じ車速Ｖであれば同期トルク指令値Ｔｃｌが大きいほど指令待機時間Ｔｄｇは短くなっている。ここで、同期トルク指令値Ｔｃｌは、摩擦クラッチ３２の伝達トルクに対応するので、その値が大きくなるほど図２で示した第２回転部材５４の回転速度Ｎｄｇ２の立ち上がりが急になる。これにより、ドグクラッチ５６の係合が早く完了させられる良い応答性が得られる。
【００５３】
図５は、図１に示す電子制御装置９０の制御作動を説明するフローチャートの一例である。図５のフローチャートは、スタートを繰り返して実行される。
【００５４】
まず、判定部９０ａに対応するステップＳ１０において、車１０について２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切替指示があったか否かが判定される。ステップＳ１０の判定が肯定される場合は、ステップＳ２０が実行される。ステップＳ１０の判定が否定される場合は、終了となる。
【００５５】
制御部９０ｂに対応するステップＳ２０において、同期トルク指令値Ｔｃｌとして指令値Ｔｃｌ＿ａが設定される。そしてステップＳ３０が実行される。
【００５６】
制御部９０ｂに対応するステップＳ３０において、摩擦クラッチ３２の伝達トルクを指令値Ｔｃｌ＿ａとする係合制御を開始するために、摩擦クラッチ３２に対する係合作動指令が出力される。その摩擦クラッチ３２に対する係合作動指令の出力時刻からの経過時間Ｔのカウントが開始される。そしてステップＳ４０が実行される。
【００５７】
制御部９０ｂに対応するステップＳ４０において、指令値Ｔｃｌ＿ａ及び車速Ｖに基づいて、指令待機時間Ｔｄｇが導出される。そしてステップＳ５０が実行される。
【００５８】
制御部９０ｂに対応するステップＳ５０において、経過時間ＴがステップＳ４０で導出された指令待機時間Ｔｄｇになると、ドグクラッチ５６に対する係合作動指令が出力される。そしてステップＳ６０が実行される。
【００５９】
制御部９０ｂに対応するステップＳ６０において、経過時間Ｔがリセットされる。そして終了となる。
【００６０】
本実施例によれば、（ａ）ドグクラッチ５６の係合要求があると、ドグクラッチ５６を同期させるための指令値Ｔｃｌ＿ａである同期トルクを伝達するように摩擦クラッチ３２の係合制御を開始するための摩擦クラッチ３２に対する係合作動指令を出力し、その摩擦クラッチ３２に対する係合作動指令の出力時点から指令待機時間Ｔｄｇ経過後にドグクラッチ５６の係合制御を開始するためのドグクラッチ５６に対する係合作動指令を出力する制御部９０ｂと、（ｂ）ドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡ内にあるときにドグクラッチ５６の係合を完了させるように予め定められた、指令値Ｔｃｌ＿ａ及び車速Ｖと指令待機時間Ｔｄｇとの関係を記憶する記憶部９０ｃと、が備えられている。（ｃ）制御部９０ｂは、記憶部９０ｃに記憶された前記関係から指令値Ｔｃｌ＿ａ及び車速Ｖに基づいて指令待機時間Ｔｄｇを導出する。このように、ドグクラッチ５６の係合制御の開始時点から記憶部９０ｃに記憶された関係から指令値Ｔｃｌ＿ａ及び車速Ｖに基づいて導出された指令待機時間Ｔｄｇが経過した後にドグクラッチ５６の係合制御が開始される。記憶部９０ｃに記憶された指令待機時間Ｔｄｇは、指令値Ｔｃｌ＿ａ及び車速Ｖに基づいてドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡ内にあるときにドグクラッチ５６の係合を完了させるように予め定められた時間である。そのため、ドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇを検出するための回転速度センサが設けられることなく、ドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡ内にあるときにドグクラッチ５６の係合が完了させられるので、コストアップを招くことなくドグクラッチ５６の係合時の異音の発生が抑制される。
【００６１】
本実施例によれば、記憶部９０ｃに記憶されている指令待機時間Ｔｄｇは、図４に示す予め記憶された関係から同期トルク指令値Ｔｃｌ及び車速Ｖのときにドグクラッチ５６の係合の完了が最も早くなるように定められている。これにより、ドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡ内にあるときにドグクラッチ５６の係合が完了させられてドグクラッチ５６の係合時の異音の発生が抑制されると共にドグクラッチ５６の係合が早く完了させられる。
【００６２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００６３】
前述の実施例では、主駆動輪である前輪１４側の第１クラッチが噛合クラッチであるドグクラッチ５６であり、副駆動輪である後輪１６側の第２クラッチが摩擦クラッチ３２であったが、これに限らない。例えば、主駆動輪である前輪１４側の第１クラッチが摩擦クラッチであり、副駆動輪である後輪１６側の第２クラッチが噛合クラッチである場合であっても良い。すなわち、本発明は、プロペラシャフト３０などの動力伝達部材とエンジン１２などの駆動力源との間を選択的に断接する第１クラッチと、その動力伝達部材と副駆動輪との間を選択的に断接する第２クラッチと、が備えられ、第１クラッチ及び第２クラッチの一方は噛合クラッチとされ、第１クラッチ及び第２クラッチの他方は摩擦クラッチとされた四輪駆動車に適用されれば良い。
【００６４】
前述の実施例で説明した図３では、作動待機時間Ｔｄｇ及び作動時間Ｔｒｕｎは、フロント側アクチュエータ６６や摩擦クラッチ３２の伝達トルクを制御する作動油温に関係なく設定されていたが、これに限らない。例えば、フロント側アクチュエータ６６や摩擦クラッチ３２の伝達トルクを制御する作動油温に応じて、作動待機時間Ｔｄｇ及び作動時間Ｔｒｕｎが設定され、これに応じて指令値Ｔｃｌ＿ａ及び車速Ｖと指令待機時間Ｔｄｇとの関係が記憶部９０ｃに予め記憶されても良い。このように作動油温に応じて指令待機時間Ｔｄｇが設定されることで、作動油温に関係なく作動待機時間Ｔｄｇ設定されるときよりも、ドグクラッチ５６の差回転速度ΔＮｄｇが許容差範囲ΔＮＡ内にあるときにタイミング精度よく、ドグクラッチ５６の係合が完了させられるので、ドグクラッチ５６の係合時の異音の発生が抑制されやすい。
【００６５】
前述の実施例では、運転者により選択されたモード選択信号Ｍｏｄｅが「２ＷＤモードの選択」から「４ＷＤモードの選択」に変化したことに基づいて、車１０において２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切替指示があったと判定されたが、これに限らない。例えば、アクセル開度θａｃｃ［％］及び車速Ｖ等に基づいて車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)駆動力変化閾値を超えて大きくなったと電子制御装置９０により判断された場合に、車１０において２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切替指示があったと判定されても良い。なお、アクセル開度θａｃｃは、運転者により加減速操作されるアクセルペダルの操作量を表す。例えば、各車輪速Ｎｗに所定車輪速度差が生じたと電子制御装置９０により判断された場合に、車１０において２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切替指示があったと判定されても良い。
【００６６】
前述の実施例では、ドグクラッチ５６には同期機構（シンクロメッシュ機構）が設けられていなかったが、設けられても良い。
【００６７】
なお、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。
【符号の説明】
【００６８】
１０：四輪駆動車
１２：エンジン（駆動力源）
１４：前輪（主駆動輪）
１６：後輪（副駆動輪）
２６：ドリブンピニオン（動力伝達部材）
３０：プロペラシャフト（動力伝達部材）
３２：摩擦クラッチ（第２クラッチ）
５４：第２回転部材（動力伝達部材）
５６：ドグクラッチ（第１クラッチ、噛合クラッチ）
９０：電子制御装置（制御装置）
９０ｂ：制御部
９０ｃ：記憶部
Ｔｃｌ＿ａ：指令値（同期トルク）
Ｔｄｇ：指令待機時間（所定時間）
Ｖ：車速
ΔＮＡ：許容差範囲
ΔＮｄｇ：差回転速度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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