(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸への動力を少なくとも高速と低速の２段に切換えて主出力軸へ伝達する副変速機構と、
前記主出力軸の動力を副出力軸に伝達する摩擦クラッチと、
モータと減速機から構成される１つのアクチュエータと、
前記アクチュエータの連続的回転により、前記副変速機構の切換えを行うシフト操作、もしくは前記摩擦クラッチの伝達トルク調整を選択的に行う回転駆動部材と、
前記モータの回転位置を検出する位置検出器と、
前記位置検出器からの信号に基づいて前記モータの正逆回転を制御することで、前記回転駆動部材を介して前記シフト操作及び前記伝達トルク調整を行う制御装置とを備えてなり、
前記制御装置は、前記摩擦クラッチの作動中に発生する前記副変速機構のシフト動作を回避するために前記モータの電圧の時間積分を行い、前記摩擦クラッチの作動中において前記モータの電圧が前記副変速機構のシフト方向への電圧であり、前記電圧の時間積分値が所定の閾値を超えた場合には前記モータに摩擦クラッチ駆動方向の電流を流すことで、前記モータの回転方向を反転させるシフト防止緊急処理を行うとともに、前記位置検出器からの信号に所定の閾値を超える変化があった場合には前記電圧の時間積分値をゼロリセットすることを特徴とする４輪駆動車用駆動力配分装置。
【請求項２】
前記モータの印加時間に対するモータ逆回転方向の電圧の大きさの関数として形成される評価関数を有し、
前記モータへの印加電圧を前記評価関数により変換したのち、時間積分することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車用駆動力配分装置。
【請求項３】
前記評価関数が微小逆電圧に対しては評価を低くすることを特徴とする請求項２記載の４輪駆動車用駆動力配分装置。
【請求項４】
前記位置検出器からの信号が前記所定の閾値に達する前に、前記電圧の時間積分値が前記所定の閾値を超えた場合に、モータ電流を調整することで、前記シフト操作、及び前記伝達トルク調整を行い、バックアップ制御することを特徴とする請求項１又は２記載の４輪駆動車用駆動力配分装置。
【請求項５】
前記摩擦クラッチの伝達トルクとモータ電流との対応関係を表す関数として形成されるモータ電流設定マップを有し、
前記モータ電流設定マップを参照して、目標伝達トルクに基づいて流すべき前記モータ電流を求め、そのモータ電流が前記モータに流れるように調整することを特徴とする請求項４記載の４輪駆動車用駆動力配分装置。
【請求項６】
前記摩擦クラッチの伝達トルクとモータ電流との関係が、目標トルクが上昇方向の場合と低減方向の場合とで異なる関係を持つことを特徴とする請求項５記載の４輪駆動車用駆動力配分装置。
【請求項７】
前記バックアップ制御は、一旦、摩擦クラッチ駆動方向の電流を所定時間流した後、シフト方向の電流を所定時間流し、再び、前記摩擦クラッチ駆動方向の電流を流すことで、前記シフト操作を行うことを特徴とする請求項４記載の４輪駆動車用駆動力配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４輪駆動車に好適に用いられる駆動力配分装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
駆動力配分装置の一例としては、例えば副変速機の切換えと摩擦クラッチのクラッチ押付力とを１つのアクチュエータで制御する４輪駆動車用の駆動力配分装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に記載された４輪駆動車用駆動力配分装置は、アクチュエータの回転運動を直線運動に変換する変換機構を介して第１出力軸の軸方向に移動する作用板を備えており、この作用板の押圧操作により摩擦クラッチの伝達トルクが制御される構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４９９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の４輪駆動車用駆動力配分装置においては、１つのアクチュエータの回転位置をパルスセンサにより検出した現在のアクチュエータ回転位置と、摩擦クラッチにより伝達すべきトルクに相当するアクチュエータ回転位置との偏差が求められ、その偏差に基づいて摩擦クラッチの押付荷重を制御することが一般的に行われている。この駆動力配分制御が、例えば４輪駆動オートモードである場合においてパルスセンサからのパルス変化が認識できなくなり、車両からのトルク指令が現在のトルクより小さくなると、摩擦クラッチが作動していないものとしてトルクを低下させる方向、すなわちアクチュエータを逆回転方向に回転し続けることになる。この状態が続くと、摩擦クラッチの作動中においてシフト動作が発生することになるため、この異常な状態を回避する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、摩擦クラッチの作動中に発生するシフト動作を回避することを可能とした４輪駆動車用駆動力配分装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明は、入力軸への動力を少なくとも高速と低速の２段に切換えて主出力軸へ伝達する副変速機構と、前記主出力軸の動力を副出力軸に伝達する摩擦クラッチと、モータと減速機から構成される１つのアクチュエータと、前記アクチュエータの連続的回転により、前記副変速機構の切換えを行うシフト操作、もしくは前記摩擦クラッチの伝達トルク調整を選択的に行う回転駆動部材と、前記モータの回転位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器からの信号に基づいて前記モータの正逆回転を制御することで、前記回転駆動部材を介して前記シフト操作及び前記伝達トルク調整を行う制御装置とを備えてなり、前記制御装置は、前記摩擦クラッチの作動中に発生する前記副変速機構のシフト動作を回避するために前記モータの電圧の時間積分を行い、前記摩擦クラッチの作動中において前記モータの電圧が前記副変速機構のシフト方向への電圧であり、前記電圧の時間積分値が所定の閾値を超えた場合には前記モータに摩擦クラッチ駆動方向の電流を流すことで、前記モータの回転方向を反転させるシフト防止緊急処理を行うとともに、前記位置検出器からの信号に所定の閾値を超える変化があった場合には前記電圧の時間積分値をゼロリセットすることを特徴とする４輪駆動車用駆動力配分装置にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、摩擦クラッチの作動中に発生するシフト動作を回避する高い精度をもって効率的に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係わる典型的な実施の形態である４輪駆動車用トランスファの内部構造を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の制御装置によって構成される制御系を説明するためのブロック構成図である。
【図３】図２のクラッチコントローラのブロック構成図である。
【図４】図３のクラッチコントローラの動作を説明するための図である。
【図５】図２のモータコントローラのブロック構成図である。
【図６】図５のモータコントローラの動作を説明するための図である。
【図７】図３のクラッチコントローラの他の動作を説明するための図である。
【図８】バックアップ動作機能の処理内容の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１１】
（トランスファの全体構成）
図１において、全体を示す符号１は、この実施の形態に係る典型的なトランスファの全体構成を概略的に示している。図示例によるトランスファ１は、例えばＦＲ（フロントエンジン、リヤドライブ）方式をベースにした４輪駆動（４ＷＤ）車に適用されるものである。
【００１２】
このトランスファ１は、図１に示すように、フロントケース２及びリアケース３からなるトランスファケースを有している。このフロントケース２の前側部位には、図示しないエンジンからの回転を同じく図示を省略した自動変速機あるいは手動変速機を介して入力する入力軸４がベアリング５を介して回転可能に固定支持されている。この入力軸４には、フロントケース２内に同軸的に配された副変速機２０を介してリアケース３内に同軸的に配された主出力軸である後輪出力軸６が直結されている。
【００１３】
このトランスファケースの後輪出力軸６と平行な部位には、図１に示すように、主出力軸に対する副出力軸となる前輪出力軸７が設けられている。この後輪出力軸６の同一軸上には、駆動スプロケットギヤ８が設けられている。一方の前輪出力軸７の同一軸上には、駆動スプロケットギヤ８に対する従動スプロケットギヤ９が設けられている。この駆動スプロケットギヤ８、及び従動スプロケットギヤ９の間には、環状のチェーン１０が掛け回されている。
【００１４】
この副変速機２０は、図１に示すように、入力軸４に入力するエンジンの駆動力をシフト装置３０により高速段Ｈと低速段Ｌとの走行変速切換えを行う。このシフト装置３０は、副変速機２０の遊星歯車機構に同軸的に配されたＨ−Ｌ切換え用のクラッチスリーブ１１に連結されている。
【００１５】
この遊星歯車機構は、図１に示すように、入力軸４の外周に形成された高速用ギヤ（サンギヤ）２１と、フロントケース２に固定されたリングギヤ２２と、このサンギヤ２１の外周に噛み合うとともに、リングギヤ２２の内周に噛み合う複数のピニオンギヤ（プラネタリギヤ）２３，…，２３とを備えている。複数のピニオンギヤ２３は、同一の位相差をもって配された支軸２４を介して円形のキャリアケース２５に自転可能に固定支持されている。このキャリアケース２５は、サンギヤ２１と相対回転可能に入力軸４の軸回りに固定支持されている。このキャリアケース２５の後端部には、内スプライン（歯部）２６ａを有する円形のリング体２６が一体に固定されており、支軸２４の両端がキャリアケース２５と円形のリング体２６とに支持固定されている。
【００１６】
低速状態においては、クラッチスリーブ１１のスプラインが高速用ギヤ２１から脱することで、リング体２６の内スプライン２６ａにクラッチスリーブ１１のスプラインをスプライン係合させ、ピニオンギヤ２３から伝達された回転動力が、低速回転駆動力として後輪出力軸６に伝達される。
【００１７】
一方、図１に示す高速状態においては、クラッチスリーブ１１のスプラインと高速用ギヤ２１とが互いに噛合して連結されており、入力軸４の回転駆動力が、高速回転駆動力として入力軸４から駆動スプロケットギヤ８、前輪駆動用チェーン１０、及び従動スプロケットギヤ９を介して後輪出力軸６に伝達される。
【００１８】
後輪出力軸６の同一軸上には、図１に示すように、４ＷＤモードにおける前後輪駆動力の配分制御を行う駆動力配分装置を構成する摩擦クラッチ装置４０が設けられている。トランスファケースには、副変速機２０のシフト装置３０の作動、及びトルク配分クラッチとして機能する摩擦クラッチ装置４０の作動を制御する駆動源となる単一のアクチュエータ６０が設けられている。このアクチュエータ６０は、モータ６１とモータトルクを増幅する減速機６２とにより構成されている。
【００１９】
このアクチュエータ６０による回転駆動は、シフト装置３０をシフトロッド３１に沿って直線移動させるシフトカム３２と、摩擦クラッチ４１のクラッチ押付力を変化させる板カム５５とを個別に回転駆動させる回転駆動部材５６を介してシフト装置３０及び摩擦クラッチ装置４０に伝達される。図示例によれば、モータ正逆回転を制御することに応じてモータ６１へ駆動指令信号が出力されることで、その回転駆動部材５６を介してシフト装置３０のシフト操作と摩擦クラッチ装置４０の接断操作とが個別に実行される。
【００２０】
（シフト装置の構成）
このシフト装置３０は、図１に示すように、Ｈ−Ｌ切換え用のＨ−Ｌフォーク本体３３及び摺動ホルダ３４がコイルバネ３５を介して相対移動可能な二部材により主に構成されている。このＨ−Ｌフォーク本体３３の一側は、シフトロッド３１に移動可能に挿通支持されている。このＨ−Ｌフォーク本体３３の他側には、Ｈ−Ｌ切換え用のクラッチスリーブ１１に係合した二股状のフォークが延出されている。Ｈ−Ｌフォーク本体３３の幅方向両側に相対する立設側壁の内面には、内方に膨出した細長い柱状の一対のバネ荷重受部３３ａ，３３ａがシフトロッド軸方向両側にそれぞれ形成されている。
【００２１】
一方の摺動ホルダ３４は、図１に示すように、シフトロッド３１と同軸上に挿通支持される一対の摺動脚部３４ａ，３４ａを介してＨ−Ｌフォーク本体３３に相対移動可能に設けられている。この摺動脚部３４ａは、Ｈ−Ｌフォーク本体３３のバネ荷重受部３３ａ間の間隔より小さく設定されている。この一対の摺動脚部３４ａの間の間隔は、Ｈ−Ｌフォーク本体３３の長さ方向両側一対のバネ荷重受部３３ａ間の間隔に略等しく設定されている。
【００２２】
この一対の摺動脚部３４ａの対向内面には、図１に示すように、一対の円形のワッシャ３６，３６がシフトロッド３１と同軸上に配されている。このワッシャ３６には、Ｈ−Ｌフォーク本体３３の幅方向両側一対のバネ荷重受部３３ａ間の間隔より大径に形成されている。この一対の摺動脚部３４ａ及びワッシャ３６は、コイルバネ３５の両端を保持するバネ保持機能と、コイルバネ３５を作動させるバネ作動機能とを兼ね備えている。Ｈ−Ｌフォーク本体３３のバネ荷重受部３３ａと摺動ホルダ３４の摺動脚部３４ａとの相対移動で生じるコイルバネ３５の圧縮力及び復元力によってシフト操作力を蓄積する待ち機構が構成される。
【００２３】
この摺動ホルダ３４の長さ方向一端部には、図１に示すように、シフトロッド３１に沿って延びるアーム部３４ｂが一体に形成されている。このアーム部３４ｂの先端部には円柱状のシフターピン３４ｃが突出して支持されている。このシフターピン３４ｃは、シフトカム３２の回転運動をシフト装置３０の直線運動に変換するカム溝３２ａ内に摺動自在に所定の間隙をもって遊嵌されている。シフターピン３４ｃは、アーム部３４ｂを介してＨ−Ｌフォーク本体３３よりもシフトカム３２側に配置される構成となっている。
【００２４】
このシフトカム３２の回転運動は、カム溝３２ａの傾斜部に沿って移動するシフターピン３４ｃを介して摺動ホルダ３４へと伝達され、摺動ホルダ３４の直線運動に変換される。この直線運動は、コイルバネ３５を介してシフトロッド３１に沿ってＨ−Ｌフォーク本体３３を直線運動させる。このＨ−Ｌフォーク本体３３の直線運動により、副変速機２０のサンギヤ２１とピニオンギヤ２３との間で駆動力の連結・切断を行うクラッチスリーブ１１をシフトさせ、高速と低速の切換えが行われる。
【００２５】
（摩擦クラッチ装置の構成）
この摩擦クラッチ装置４０は、図１に示すように、後輪用出力軸６と前輪用出力軸７とを断続するための多板式の摩擦クラッチ４１と、その摩擦クラッチ４１の押圧及び開放を行うクラッチ押付部材４２と、アクチュエータ６０の回転運動を直線運動に変換するボールカム機構５０とを備えている。
【００２６】
この摩擦クラッチ４１は、図１に示すように、トルク伝達を行う多数枚のクラッチプレートを有している。このクラッチプレートは、駆動スプロケットギヤ８に固定されたクラッチドラム４３と、後輪用出力軸６の外周に固定されたクラッチハブ４４との間に形成された第１環状空間内に軸方向移動自在に支持されている。クラッチ押付部材４２は、クラッチドラム４３とクラッチハブ４４との間の第２環状空間内に設けられたリターンスプリング４５により摩擦クラッチ４１の開放方向に付勢されており、アクチュエータ６０の回転駆動により軸方向へ移動されるようになっている。
【００２７】
このボールカム機構５０は、図１に示すように、摩擦クラッチ４１のクラッチ締結力を無段階に調整するボールカムからなる。このボールカムは、駆動側の駆動カムプレート５１、及び反力側の反力カムプレート５２を有する。この駆動カムプレート５１は、クラッチ押付部材４２にスラスト軸受５３を介して配されており、後輪用出力軸６の外周に回転自在に支持されている。駆動カムプレート５１の先端部分に回転自在に軸支されたカムフォロア５４が板カム５５のカム面に常時接触されており、アクチュエータ６０の回転駆動をボールカム機構５０に伝達するようになっている。
【００２８】
一方の反力カムプレート５２は、図１に示すように、固定部材５７にスラスト軸受５８を介して配されており、後輪用出力軸６の外周に回転自在に支持されている。このカムプレート５１，５２が互いに対向するカム面には、その回転中心を中心とする同一円周上に所定の位相差をもって傾斜溝状をなす複数のカム溝がそれぞれ形成されている。このカム溝内にはボール５９が回動自在に挟持されている。
【００２９】
この摩擦クラッチ４１を締結する場合は、駆動カムプレート５１のカムフォロア５４が板カム５５のカム面上を回転駆動することで、駆動カムプレート５１が反力カムプレート５２に対して回転駆動される。この駆動カムプレート５１がカム溝内のボール５９による押圧を受けながら、後輪出力軸６の軸方向に移動すると、クラッチ押付部材４２は、後輪出力軸６の軸方向前方に押されて摩擦クラッチ４１を押す。一方、摩擦クラッチ４１の締結を解除する場合は、アクチュエータ６０が逆方向に回転駆動することで、上記操作とは逆の操作を行うことになる。これにより、クラッチ押付部材４２は上記操作とは逆の軸方向へ移動する。
【００３０】
（統合コントローラの全体構成）
この実施の形態に係る主要な基本の構成は、シフト装置３０及び摩擦クラッチ装置４０を制御する統合コントローラ７０（以下、「制御装置７０」ともいう。）にある。従って、上記のように構成されたトランスファ１の構成部分に特に限定されるものではないことは勿論である。
【００３１】
図２を参照すると、図２には、この実施の形態に係る典型的な制御装置７０の制御系の一構成例が例示されている。この制御装置７０は、モータ駆動回路６４を介してモータ正回転方向の電圧を印加してモータ６１を正回転駆動させることで摩擦クラッチ装置４０を制御するとともに、モータ逆回転方向の電圧を印加してモータ６１を逆回転駆動させることでシフト装置３０を制御する。
【００３２】
この制御装置７０は、図２に示すように、クラッチコントローラ７２、副変速機コントローラ７３、及びモータコントローラ９０を備えている。これらのコントローラ７０，７２，７３，及び９０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び入出力部７１等を備えたマイクロコンピュータを含んで構成されており、バックアップＲＡＭの一時記憶機能とＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って信号処理を行う。
【００３３】
この制御装置７０には、図２に示すように、モータ６１の回転駆動を検出するアップダウン式のロータリエンコーダ６５が電気的に接続されている。このロータリエンコーダ６５は、回転方向、回転位置（回転角）や回転速度（回転数）等を検出する位置検出器であり、例えば光学式ロータリエンコーダ、あるいは磁気式ロータリエンコーダ等が使用される。
【００３４】
このロータリエンコーダ６５は、アクチュエータ６０の出力軸６３に合わせて、位相のずれたＡ相とＢ相の２つのパルス信号を制御装置７０に出力する。この２相の位相差（進み・遅れ）をアップダウンパルスに変換して出力されるので、モータ６１の正回転と逆回転とでは出力タイミングが互いに逆となり、モータ６１の回転方向が判断できるようになっている。
【００３５】
図１に示すトランスファ１による後輪出力軸６及び前輪出力軸７への駆動力配分比は、図２に示すように、クラッチコントローラ７２により決定される。このクラッチコントローラ７２は、乗員により操作される操作スイッチ１００及び各種の車両状態センサ２００等からの情報を入力するとともに、制御装置７０からのトルク指令に対してモータ６１の電流（電圧）指令値を達成するように、摩擦クラッチ装置４０のクラッチ締結指令値を出力する。
【００３６】
この車両状態センサ２００は、例えばステアリングの舵角を検出する舵角センサ、車両の速度を検出する車速センサ、車両の横方向加速度を検出する加速度センサ、前輪の回転数を検出する前輪回転センサ、後輪の回転数を検出する後輪回転センサ、エンジンにおけるスロットル開度を検出するスロットルセンサ、及びエンジンの回転数を検出するエンジン回転センサ等からなる。操作スイッチ１００に入力されるモードの一例としては、例えば２ＷＤモード、４ＷＤオートモード、及び４ＷＤロックモードの３つのモードが挙げられる。
【００３７】
この操作スイッチ１００により２ＷＤモードが選択されると、後輪出力軸６に全ての駆動力が伝達され、前輪出力軸７には駆動力が伝達されないようにトランスファ１が制御される。一方、操作スイッチ１００により４ＷＤロックモードが選択されると、後輪出力軸６と前輪出力軸７とには、例えば５０：５０の割合で駆動力が伝達されるようにトランスファ１が制御される。この操作スイッチ１００により４ＷＤオートモードが選択されると、車両状態センサ２００の車両の状態に応じて、後輪出力軸６と前輪出力軸７とへ伝達される駆動力の配分を調整するようにトランスファ１が制御される。
【００３８】
このクラッチコントローラ７２は、図３に示すように、目標トルク演算部８１と、パルス検出部８２と、伝達トルク推定部８３と、加減算部８４と、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御部８５とを有している。この目標トルク演算部８１は、図３及び図４に示すように、操作スイッチ１００及び車両状態センサ２００等からの信号に基づいて後輪出力軸６及び前輪出力軸７に要求される目標トルクを演算する（図４に示すステップＳ１）。このパルス検出部８２は、ロータリエンコーダ６５から取得したモータ６１の現在位置情報に関する信号を保持する（図４のステップＳ２）。
【００３９】
この伝達トルク推定部８３には、図３及び図４に示すように、現在位置情報を表すパルス数に対する推定トルク値の関数として形成される現在トルク推定マップが保持されている。この伝達トルク推定部８３では、パルス検出部８２からの推定トルク値を入力して現在トルク推定マップを参照することで、パルス数に対する推定トルク値を求め（図４のステップＳ３）、摩擦クラッチ４１の推定トルク値を加減算部８４のマイナス側へ出力する。
【００４０】
この加減算部８４は、目標トルク演算部８１の目標トルク及び推定トルク演算部８３の推定トルクの偏差を求める（図４のステップＳ４）。このＰＩＤ制御部８５は、加減算部８４からの偏差に基づいて推定トルクが目標トルクに一致するように制御する。このＰＩＤ制御部８５では、例えば目標トルク−推定トルクがプラス、即ち偏差がプラスの場合にはモータ６１を正回転駆動すべく、モータ駆動回路６４に駆動パルス信号を送り、偏差がマイナスの場合にはモータ６１を逆回転駆動するように駆動パルス信号をモータ駆動回路６４に送る（図４のステップＳ５）。このＰＩＤ制御部８５からの駆動パルス信号により、モータ駆動回路６４を介してモータ６１の駆動及び回転方向が制御される。
【００４１】
図１に示す副変速機コントローラ７３は、制御装置７０からの制御信号を受けて、制御装置７０からの変速指令に対してモータ６１の電流（電圧）指令値を達成するように、シフト装置３０を介して副変速機２０の高速と低速の切換え指令値を出力する。
【００４２】
（パルス異常検出、及びシフト防止緊急処理）
一方のモータコントローラ９０は、図２及び図５に示すように、モータ６１とアップダウン式のロータリエンコーダ６５とを常時監視しており、モータ６１の状態とロータリエンコーダ６５の状態とを判定する異常判定手段を有している。この異常判定手段では、摩擦クラッチ装置４０の摩擦クラッチ作動中においてモータ６１の回転数や回転方向等が認識され、この認識結果に基づき意図しないシフト動作が発生したか否かを判定するようになっている。
【００４３】
図５を参照すると、この実施の形態に係る典型的なモータコントローラ９０は、印加電圧を所定時間毎の評価値に変換する電圧変換部９１と、その評価値を時間積分演算処理する時間積分演算部９２と、その時間積分値が所定の閾値と比較して異常であるか否かを判定する電圧状態判定部９３とを備えている。この電圧変換部９１と、時間積分演算部９２と、電圧状態判定部９３とにより第１の異常判定手段が構成される。
【００４４】
この電圧変換部９１は、モータ印加時間に対するモータ逆回転方向（副変速機２０のシフト方向）の電圧の大きさの関数として形成される所定の評価関数を保持している。電圧変換部９１において印加電圧信号を取得すると、この評価関数を参照することでモータ６１に供給するモータ逆回転方向の電圧（以下、「逆電圧」という。）を評価する。
【００４５】
この評価関数を用いて逆電圧を評価する際に、微小な逆電圧に対しては評価が低下する関数を含むように重み付け処理を行う。この評価関数に対する重み付け処理は、モータ逆回転方向の所定の電圧よりも微小な逆電圧であるときに評価が低くなるように関数を定義することで、微小な逆電圧に対しては評価を低くすることができる。これにより、微小な逆電圧を排除しながら、評価関数の評価を向上させることが可能になり、微小逆電圧の検出による誤検出を防止することが可能となる。
【００４６】
この電圧変換部９１は、図５に示すように、所定の評価関数に従って所定時間毎に検出された逆電圧を評価値に変換し、時間積分演算部９２に出力する。この時間積分演算部９２は、電圧変換部９１における評価値の時間積分演算を行い、電圧状態判定部９３に出力する。
【００４７】
この電圧状態判定部９３は、図５及び図６に示すように、時間積分演算部９２における逆電圧の時間積分値が、例えば摩擦クラッチ作動中におけるモータ６１の逆回転の許容回転角度（例えば、２０°）に相当する所定の閾値（例えば、０．５）を超えたか否かを判定する（図６に示すステップＳ１１）。
【００４８】
この電圧状態判定部９３における判定の結果、時間積分演算部９２における逆電圧の時間積分値が所定の閾値を超えた場合は、モータ６１が副変速機２０をシフト動作可能に逆回転する異常状態であると判断し、モータ６１に正回転方向の所定の電圧（電流）（例えば、プラス電流０．５Ａ）を通電する。
【００４９】
このシフト防止緊急処理を行う監視制御により、摩擦クラッチ作動中においてモータ６１がシフト方向に逆回転駆動していることを検出したならば、直ちに、モータ６１に摩擦クラッチ押付方向（正回転方向）の電流（電圧）を通電することでモータ６１を反転させる。このモータ６１には、シフト装置３０がシフト動作を発生しないモータ回転角度の許容範囲内に抑えるのに必要とする電流（電圧）が流れる。連続通電によるモータ６１の加熱を抑えるために、通電時間の経過とともに電流（電圧）を低減させることが好適である。
【００５０】
このモータコントローラ９０は更に、図５に示すように、時間積分演算部９２の時間積分値をリセットする積分値リセット部９４と、ロータリエンコーダ６５から入力した２相のパルスを計数するパルスカウンタ９５と、そのパルスカウンタ９５からのカウント数の変化に基づいてパルス数を監視するパルス数判定部９６とを備えている。この積分値リセット部９４、パルスカウンタ９５、及びパルス数判定部９６により第２の異常判定手段が構成され、ロータリエンコーダ６５からの信号を検出する機能が正常であるか否かを監視している。
【００５１】
この第２の異常判定手段では、ロータリエンコーダ６５から位相差をもって出力されるＡ相とＢ相の２つのパルス信号のレベルの推移に基づいて、パルス検出機能が正常である場合に最低限発生するパルス変化（閾値）以上の変化があれば、モータ６１の回転変位が正常であると判定し、時間積分演算部９２の時間積分値を強制的にゼロにリセットすることで第１の異常判定手段が動作するのを防止する。
【００５２】
このパルスカウンタ９５は、図５及び図６に示すように、ロータリエンコーダ６５から出力されるパルス信号のパルス数をカウントし、パルス数判定部９６に出力する。このパルス数判定部９６は、パルスカウンタ９５からのパルス信号のパルス数が所定の閾値（例えば、カウント３以上）に達しているか否かを判定する（図６に示すステップＳ１２）。
【００５３】
そのパルス数判定部９６における判定の結果、パルス数が所定の閾値を超えた場合、即ち所定の閾値以上のパルス変化を認識できた場合には、パルス検出機能が正常であると判断する。その判定結果に基づき、積分値リセット部９４により、時間積分演算部９２の時間積分値を強制的にゼロにリセットする（図６のステップＳ１３）。それと同時に、パルスカウンタ９５はゼロにリセットされ（図６のステップＳ１４）、パルス信号のパルス数を再度カウントする。これにより、パルス検出機能が正常である場合に、第１の異常判定手段が誤判定することを防止している。
【００５４】
これとは逆に、計数されたパルス数が所定の閾値に達しない場合は、パルス検出機能が正常であるとは判断できないので、時間積分演算部９２の時間積分値を強制的にゼロにリセットすることなく放置するため、第１の異常判定手段の判定により異常を判断する。その判定結果に基づき、モータ６１に連動する回転駆動部材５６を介して副変速機２０、及び摩擦クラッチ４０のバックアップ制御が行われる。
【００５５】
（バックアップ制御）
ロータリエンコーダ６５からのパルス信号が所定の閾値を超える前に、第１の異常判定手段の逆電圧積分値が閾値を超えた場合は、上記シフト防止緊急処理を行ったのち（図７に示すステップＳ２１）、所定の時間が経過したならば（図７のステップＳ２２）、モータ電流を調整することでバックアップ制御を行う（図７のステップＳ２３）。
【００５６】
このクラッチコントローラ７２には、パルス検出機能に異常を生じた場合のバックアップ制御用として、図８に示すように、指令トルクに対するモータ電流の関数として形成される指令電流設定マップ（モータ電流設定マップ）８６が保持されている。この指令電流設定マップ８６は、摩擦クラッチ伝達トルクとモータ電流とがトルク上昇方向の場合とトルク低減方向の場合とで異なる関係を有しており、指令トルクが上昇する場合の目標電流を表す目標電流線Ｔ１と、指令トルクが低下する場合のモータ電流を表す目標電流線Ｔ２とにより基本的に構成される。この指令電流設定マップ８６に従い、指令トルクが上昇する場合には目標電流線Ｔ１上において第１のモータ指令電流が推定計算され、指令トルクが低下する場合には目標電流線Ｔ２上において第２のモータ指令電流が推定計算される。
【００５７】
そのモータ指令電流に対応する電流がモータ駆動回路６４を介してモータ６１に流れるように調整する。モータ６１に連動する回転駆動部材５６を介して副変速機２０の切換えを行うシフト操作、及び摩擦クラッチ装置４０の伝達トルク調整が行われる。
【００５８】
このバックアップ制御によりシフト操作を行う場合には、一旦、摩擦クラッチ４１の押付方向（モータ回転方向）に電流（電圧）を所定時間だけ流した後、副変速機２０におけるシフト方向（モータ逆回転方向）に電流（電圧）を所定時間だけ流す。そして再び、摩擦クラッチ押付方向に電流を流すことで達成される。
【００５９】
（実施の形態の効果）
以上のように構成された実施の形態に係る制御装置７０では、以下の効果が得られる。
（１）摩擦クラッチ４１の作動中において、モータ６１に逆電圧（モータ６１をシフト方向に回転駆動する電圧）を印加した場合には、モータ６１は必ず逆転駆動し、その回転数は電圧に比例するという高効率な機械システムの特徴がある。この特徴を踏まえ、逆電圧の大きさと印加時間の時間積分値（モータ回転角に比例）を監視することで、副変速機２０のシフト方向へのモータ回転を把握する。摩擦クラッチ４１の作動中において、モータ６１が逆回転しているときにパルス変化がないままの状態で、時間積分演算部９２の時間積分値が閾値（モータの許容回転角相当）を超えたならば、異常事態であると判定し、即座に、モータ６１に摩擦クラッチ４１の駆動方向の電流を強制的に流すことでモータ６１の回転を反転させ、摩擦クラッチ作動中におけるシフト操作を確実に防止することができる。
（２）摩擦クラッチ４１の作動中において、モータ６１に高い逆電圧が印加されたときには速やかに反応し、低い逆電圧のときには時間的な余裕をもって反応すれば、誤判定に対する余裕が充分に取れる。
（３）パルス変化が確認できる度に時間積分演算部９２の時間積分値（逆電圧積分値）をゼロリセットすることで、パルスが正常なときに逆電圧積分値が閾値を超えることを確実に防止することができる。
（４）電圧変換部９１における所定の評価関数を介して所定以上の逆電圧のみを積分することで、微小電圧を積分することで発生する誤検出を防止することができる。
【００６０】
本発明の４輪駆動車用駆動力配分装置を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態及び図示例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。本発明にあっては、次に示すような他の実施の形態も可能である。
【００６１】
上記実施の形態では、モータ６１の変位を検出する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば減速機６２の回転位置を検出してもよい。
【００６２】
上記実施の形態では、モータ６１の回転運動を直線運動に変換するボールカム機構５０としては、駆動カムプレート５１の先端部分に回転自在に軸支されたカムフォロア５４が板カム５５のカム面に常時接触する構造を例示したが、これに代えて、例えば駆動カムプレートの先端部分に形成された歯車とアクチュエータ出力軸上に固定されたピニオンギヤとを噛み合わす構造などであってもよい。
【００６３】
上記実施の形態では、前輪のみ、あるいは後輪のみを駆動する２ＷＤモード、車両状態に応じて前後輪間の駆動力を自動制御する４ＷＤオートモード、及び最大駆動力に保持する４ＷＤロックモードの３つのモードに切り換えられる構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば少なくとも４ＷＤオートモードを備えた構成、あるいは４ＷＤオートモードと４ＷＤロックモードの２つのモードに切り換えられる構成のものにも適用が可能である。
【００６４】
上記実施の形態では、ＦＲタイプの４ＷＤ車における前後輪間の駆動力を制御する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えばＦＲタイプの４ＷＤ車における左右前輪間、あるいは左右後輪間の駆動力を制御する構成のもの、ＦＦタイプの４ＷＤ車における前後輪間、左右前輪間、あるいは左右後輪間の駆動力を制御する構成のものにも適用することができる。
【００６５】
上記実施の形態では、トランスファ１に制御装置７０を適用した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではないことは勿論であり、例えばデファレンシャルなどの各種の駆動伝達経路上に制御装置７０を効果的に使用することができる。
【００６６】
なお、制御装置７０の各構成要素は、ＥＣＵ、メモリ、各構成要素を実現する制御プログラム、制御プログラムを格納する記憶ユニット、外部接続用インターフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現されるものである。その方法や装置としては、従来周知の各種の方法や装置を使用することができることは当業者には理解されるところであり、上記実施の形態、及び図示例に特定されるものではない。
【００６７】
以上の説明から明らかなように、本発明は、上記実施の形態、及び図示例に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内で様々に設計変更が可能である。本発明は、例えば農業機械、建設土木機械、運搬機械等の作業用車両、不整地用４輪走行車（ＡＴＶ）等の各種の車両にも適用可能であり、本発明の初期の目的を十分に達成することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１            トランスファ
２            フロントケース
３            リアケース
４            入力軸
５            ベアリング
６            後輪出力軸
７            前輪出力軸
８            駆動スプロケットギヤ
９            従動スプロケットギヤ
１０          チェーン
１１          クラッチスリーブ
２０          副変速機
２１          高速用ギヤ（サンギヤ）
２２          リングギヤ
２３          ピニオンギヤ（プラネタリギヤ）
２４          支軸
２５          キャリアケース
２６          リング体
２６ａ        内スプライン
３０          シフト装置
３１          シフトロッド
３２          シフトカム
３２ａ        カム溝
３３          Ｈ−Ｌフォーク本体
３３ａ        バネ荷重受部
３４          摺動ホルダ
３４ａ        摺動脚部
３４ｂ        アーム部
３４ｃ        シフターピン
３５          コイルバネ
３６          ワッシャ
４０          摩擦クラッチ装置
４１          摩擦クラッチ
４２          クラッチ押付部材
４３          クラッチドラム
４４          クラッチハブ
４５          リターンスプリング
５０          ボールカム機構
５１          駆動カムプレート
５２          反力カムプレート
５３          スラスト軸受
５４          カムフォロア
５５          板カム
５６          回転駆動部材
５７          固定部材
５８          スラスト軸受
５９          ボール
６０          アクチュエータ
６１          モータ
６２          減速機
６３          出力軸
６４          モータ駆動回路
６５          ロータリエンコーダ
７０          制御装置
７１          入出力部
７２          クラッチコントローラ
７３          副変速機コントローラ
８１          目標トルク演算部
８２          パルス検出部
８３          伝達トルク推定部
８４          加減算部
８５          ＰＩＤ制御部
８６          モータ電流設定マップ
９０          モータコントローラ
９１          電圧変換部
９２          時間積分演算部
９３          電圧状態判定部
９４          積分値リセット部
９５          パルスカウンタ
９６          パルス数判定部
１００        操作スイッチ
２００        車両状態センサ
【図１】
0005641872.tif 000002
【図２】
0005641872.tif 000003
【図３】
0005641872.tif 000004
【図４】
0005641872.tif 000005
【図５】
0005641872.tif 000006
【図６】
0005641872.tif 000007
【図７】
0005641872.tif 000008
【図８】
0005641872.tif 000009