(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後輪の何れか一方を主駆動車輪とし、他方を副駆動車輪として、変速機から伝達された駆動力を主推進軸及び副推進軸を介して前記主駆動車輪及び前記副駆動車輪に所定の駆動力配分比で配分する駆動力配分調整手段と、前記副推進軸と前記副駆動車輪との間の駆動力伝達経路の切り離し動作及び結合動作を行うドグクラッチ形式により構成されているとともに、操作量が入力されると前記切り離し動作を行い、且つ前記操作量が入力されないときに前記結合動作を行うホイールクラッチ機構と、前記主駆動車輪及び副駆動車輪の駆動力配分比を設定して前記駆動力配分調整手段を制御する駆動力配分制御手段と、前記ホイールクラッチ機構に対して前記操作量の入力及び停止を行うことにより切離し動作及び結合動作を制御するホイールクラッチ制御手段とを備えた四輪駆動車において、
前記ホイールクラッチ機構への前記操作量の変化状態を検出する操作量検出手段と、
前記駆動力配分制御手段により前記副駆動車輪への駆動力配分比を零として車両が２輪駆動状態で走行し、且つ前記操作量検出手段により前記ホイールクラッチ機構への操作量の入力が停止していることを検出したときに、前記副駆動車輪への駆動力配分比が零を越えた値となるように前記駆動力配分調整手段の駆動力配分比を変更する配分比変更手段と、を備えたことを特徴とする四輪駆動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パートタイム式の四輪駆動車に関し、特に、副駆動車輪と駆動力伝達経路との切り離し動作及び結合動作を行うホイールクラッチ機構を備えた四輪駆動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パートタイム式の四輪駆動車に搭載されるホイールクラッチ機構の従来技術として、例えば、特開平４−３５６２３４号公報に記載されたハブクラッチが知られている（以下、従来技術１と称する。）。この従来技術１は、車軸側に連結されたドライブギヤ（ドグ歯）と、車輪側に連結されてドライブギヤと噛合（結合動作）又は噛合状態が解除（切り離し動作）可能に移動可能とされたロック部材（ドグ歯）と、切り離し動作が行われる方向にロック部材を付勢する真空ベローズ及び第２の付勢部材と、真空ベローズの負圧が消失すると第２の付勢部材に抗してロック部材を結合動作が行われる位置に移動させる第３の付勢部材とを備えた装置である。
【０００３】
この従来技術１によれば、車両が２輪駆動状態とされているときに、ロック部材の移動操作系が異常となると（例えば真空ベローズの破損等が発生すると）、ドライブギヤとロック部材とが噛合して車輪と駆動車軸とが結合する構造とされ、それにより、車両が４輪駆動状態となることから車両の悪路走破性や直進安定性が確保されるようになっている。
【０００４】
また、他の従来技術として、ＰＡＪＥＲＯ  新型車解説書（三菱自動車（株）１９９１年１月発行）のプロペラシャフトの欄（２−２８〜２−３３）に記載されているフリーホイールクラッチも知られている（以下、従来技術２と称する。）。この従来技術２は、副駆動輪側（この従来例では前輪側）のデファレンシャルギヤとドライブシャフトとの間にドグクラッチ形式のクラッチ機構が配設され、負圧で作動する流体式アクチュエータの作動によってドグ歯どうしの噛み合いを制御する。そして、車両が４輪駆動状態を選択すると、デファレンシャルギヤ側のドグ歯とドライシャフト側ドグ歯との結合動作が行われ、トランスファから伝達された駆動力が、デファレンシャルギヤ、クラッチ機構、ドライブシャフトを介して副駆動車輪に伝達される。また、車両が２輪駆動状態を選択すると、デファレンシャルギヤ側のドグ歯とドライシャフト側のドグ歯との切り離し動作が行われ、副駆動車輪からドライブシャフトへの回転力伝達経路が遮断されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術１、２は、車両の走行中に２輪駆動状態から４輪駆動状態に切り替わると、クラッチ機構のドグ歯どうしに悪影響を与えてしまう。
すなわち、従来技術１では、ロック部材を移動する操作系が異常となると、車輪側側に連結して回転しているロック部材と、回転が停止しているクラッチとの間には回転数差が発生するので、この状態でクラッチ及びロック部材が噛合動作を行うと容易に噛合せず、又は噛合する際にギヤ鳴きが発生するおそれがある。また、従来技術２では、デファレンシャルギヤ側のドグ歯とドライシャフト側のドグ歯との間で回転数差が発生するので、噛合の際にギヤ鳴きが発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、車両の走行中に４輪駆動状態とするためにホイールクラッチ機構のドグ歯どうしの結合動作を行ってもギヤ鳴き等が発生しない四輪駆動車を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の四輪駆動車は、車両の前後輪の何れか一方を主駆動車輪とし、他方を副駆動車輪として、変速機から伝達された駆動力を主推進軸及び副推進軸を介して前記主駆動車輪及び前記副駆動車輪に所定の駆動力配分比で配分する駆動力配分調整手段と、前記副推進軸と前記副駆動車輪との間の駆動力伝達経路の切り離し動作及び結合動作を行うドグクラッチ形式により構成されているとともに、操作量が入力されると前記切り離し動作を行い、且つ前記操作量が入力されないときに前記結合動作を行うホイールクラッチ機構と、前記主駆動車輪及び副駆動車輪の駆動力配分比を設定して前記駆動力配分調整手段を制御する駆動力配分制御手段と、前記ホイールクラッチ機構に対して前記操作量の入力及び停止を行うことにより切離し動作及び結合動作を制御するホイールクラッチ制御手段とを備えた四輪駆動車において、前記ホイールクラッチ機構への前記操作量の変化状態を検出する操作量検出手段と、前記駆動力配分制御手段により前記副駆動車輪への駆動力配分比を零として車両が２輪駆動状態で走行し、且つ前記操作量検出手段により前記ホイールクラッチ機構への操作量の入力が停止していることを検出したときに、前記副駆動車輪への駆動力配分比が零を越えた値となるように前記駆動力配分調整手段の駆動力配分比を変更する配分比変更手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の四輪駆動車によれば、車両が２輪駆動状態を選択して走行しているときには、ホイールクラッチ制御手段からホイールクラッチ機構に操作量が入力されて副推進軸と副駆動車輪との間の切り離し動作が行われる。
ところが、何等かの原因によりホイールクラッチ制御手段からの操作量の入力が停止すると、ホイールクラッチ機構は副推進軸と副駆動車輪との間の結合動作を行う。この際、副推進軸側に連結しているホイールクラッチ機構の一方のドグ歯と、副駆動車輪側に連結しているホイールクラッチ機構の他方のドグ歯との間に回転数差が発生するので、それらが結合動作を行うときの噛み合い動作に問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、車両が２輪駆動状態で走行し、且つ前記操作量検出手段によりホイールクラッチ機構への操作量が停止していることを検出したときに、配分比変更手段が、副駆動車輪への駆動力配分比が零を越えた値となるように駆動力配分調整手段の駆動力配分比を変更している。これにより、副推進軸は駆動力配分調整手段側から回転駆動力が伝達され、この副推進軸側に連結しているホイールクラッチ機構の一方のドグ歯が回転するので、副駆動車輪側に連結しているホイールクラッチ機構の他方のドグ歯との間に回転数差が発生しない。これにより、一方のドグ歯と他方のドグ歯は、結合動作を行う際に容易に噛合し、ハブ鳴きやギヤ破損が防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
図２に示すものは、ＦＲ（フロントエンジン，リヤドライブ）方式をベースにしたパートタイム四輪駆動車であり、回転駆動源としてのエンジン１０と、前左〜後右側の車輪１２ＦＬ〜１２ＲＲと、車輪１２ＦＬ〜１２ＲＲへの駆動力配分比を変更可能な駆動力伝達系１４と、駆動力伝達系１４による駆動力配分を制御するために油圧を供給する油圧供給装置１６と、２輪駆動状態若しくは４輪駆動状態において前輪側車輪（副駆動車輪）１２ＦＬ、１２ＦＲと駆動力伝達系１４との切り離し動作及び結合動作を行うエアー式のフリーホイールハブクラッチ機構（以下、ホイールクラッチ機構と言う。）１８ａ、１８ｂと、ホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂの断続動作制御を行うために作動空気（操作量）を供給するエア供給装置２３と、油圧供給装置１６及びエア供給装置２３を制御するコントローラ２２とを備えた車両である。
【００１１】
駆動力伝達系１４は、エンジン１０からの駆動力を選択された歯車比で変速する自動変速機２０と、この自動変速機２０からの駆動力を前左右側の車輪１２ＦＬ、１２ＦＲ及び後左右側の車輪１２ＲＬ、１２ＲＲ側に分割するトランスファ（駆動力配分調整手段）２４とを有している。
そして、駆動力伝達系１４では、トランスファ２４で分割された前輪駆動力が前輪側プロペラシャフト（副推進軸）２６、フロントディファレンシャルギヤ２８及び前左右側のドライブシャフト３０ａ、３０ｂを介して前左右側の車輪１２ＦＬ、１２ＦＲに伝達される。一方、トランスファ２４から伝達された後輪側駆動力は、後輪側プロペラシャフト（主推進軸）３２、リアディファレンシャルギヤ３４及び後左右側のドライブシャフト３６ａ、３６ｂを介して後左右側の車輪１２ＲＬ、１２ＲＲに伝達される。そして、前左側のドライブシャフト３０ａと前左側の車輪１２ＦＬとの間、前右側のドライブシャフト３０ｂと前右側の車輪１２ＦＲとの間には、それぞれホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂが装着されている。これら、ホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂは、トランスファ２４の切り換えによって２輪駆動状態となり、従動輪とされた前左右側の車輪１２ＦＬ、１２ＦＲの回転をドライブシャフト３０ａ、３０ｂに伝達しない構造とされている。
【００１２】
トランスファ２４は、図３に示すように、そのケーシング内部に自動変速機２０の出力軸と同軸に結合された第１出力軸４４がベアリング等によって回転自在に支持されている。そして、この第１出力軸４４は、後輪側プロペラシャフト３２と同軸に結合している。また、ケーシング内部には、第１出力軸４４と平行配置された第２出力軸５４がベアリング等により回転自在に支持されている。この第２出力軸５４は、前輪側プロペラシャフト２６と結合している。
【００１３】
そして、第１出力軸４４及び第２出力軸５４間には、前後輪に対する駆動力配分比を変更する摩擦クラッチ６６と、第１出力軸４４に軸受を介して回転自在に支持された第１スプロケット６８と、第２出力軸５４と同軸に結合された第２スプロケット７０と、第１及び第２スプロケット６０、７０間に巻装されたチェーン７２とで構成された２輪−４輪駆動切換機構６０が配設されている。
【００１４】
摩擦クラッチ６６は、図３に示すように、第１スプロケット６８に結合されたクラッチドラム６６ａと、このクラッチドラム６６ａにスプライン結合されたフリクションプレート６６ｂと、第１入力軸４４の外周にスプライン結合されたクラッチハブ６６ｃと、クラッチハブ６６ｃに一体結合されて前記フリクションプレート間に配設されたフリクションディスク６６ｄと、ケーシングの内壁に装着されてフリクションディスク６６ｄをフリクションプレート６６ｂに当接させるクラッチピストン６６ｅと、フリクションディスク６６ｄ及びフリクションプレート６６ｂの相互が離間するようにクラッチピストン６６ｅに付勢力を与えるリターンスプリング６６ｆと、オイルシリンダ室６６ｇとを備えている。そして、油圧供給装置１６から所定のクラッチ圧ＰＣ  に制御された作動油がトランスファ２４のオイルシリンダ室６６ｇに供給されることにより、フリクションディスク６６ｄ及びフリクションプレート６６ｂの当接による接続、若しくは相互の離間による切り離し動作が行われるようになっている。
【００１５】
また、油圧供給装置１６は、図３に示すように、第１出力軸４４と直結して回転駆動する正逆回転形のオイルポンプ５０を油圧源としている。このオイルポンプ５０は、オイルタンク５１内の作動油をストレーナ５２を介して吸入して吐出側配管５３に吐出する。また、この吐出配管５３には、バネ付き逆止弁５５からなるリリーフ路の一端が接続されており、このリリーフ路の他端は潤滑系と接続している。また、オイルポンプ５０より下流側には、デューティ制御電磁弁５６が接続されている。
【００１６】
このデューティ制御電磁弁５６は、３ポート２位置に構成されたスプリングオフセット型のソレノイド切換弁であり、ライン圧が供給される入力ポート５６Ａ  と、トランスファ２４側と接続する出力ポート５６Ｂ  と、ドレインポート５６Ｄ  とを有し、弁内部に配設されたスプールが入力ポート５６Ａ  を遮断し且つ出力ポート５６Ｂ  をドレインポート５６Ｄ  に連通させるノーマル位置５６ｂと、入力ポート５６Ａ  と出力ポート５６Ｂ  とを連通させ且つドレインポート５６Ｄ  を遮断する作動位置５６ｃとに移動制御される弁である。そして、コントローラ２２からソレノイド５６ｄに所要デューティ比の励磁電流ｉ１  が供給されると、その励磁電流ｉがオン状態である区間リターンスプリング５６ｅに抗してノーマル位置５６ｂから作動位置５６ｃにスプールが移動制御され、デューティ比に応じたクラッチ圧Ｐｃがトランスファ２４側に出力される。これにより、摩擦クラッチ６６のオイルシリンダ室６６ｇ内に押圧力が発生し、この押圧力によりクラッチピストン６６ｅが移動して相互に離間していたフリクションプレート６６ｂ及びフリクションディスク６６ｄが当接し、それらの摩擦力によりクラッチ圧Ｐｃに応じたクラッチ締結力を付与する。これにより、第１出力軸４４の回転駆動力を、摩擦クラッチ６６のクラッチ締結力に応じた所定のトルク配分比で、第１スプロケット６８、チェーン７２及び第２スプロケット７０を介して第２出力軸５４に伝達する。
【００１７】
また、コントローラ２２からの励磁電流ｉ１  がオフ状態となると、リターンスプリング５６ｅの付勢力によってノーマル位置５６ｂに戻され、クラッチ圧Ｐｃがドレインポート５６Ｄ  を通じて消圧される。これにより、トランスファ２４に供給されるクラッチ圧Ｐｃが低下してリターンスプリング６６ｆの付勢力によってフリクションプレート６６ｂ及びフリクションディスク６６ｄが相互に離間すると、第１出力軸４４の回転駆動力は第２出力軸５４に伝達されない。
【００１８】
一方、ホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂは、以下に示す構造とされている。なお、ホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂは同一構造のため、左側に配設されたホイールクラッチ機構１８ａについて説明する。
図４に示すように、前左側のドライブシャフト３０ａと、このドライブシャフト３０ａに内挿されたナックルスピンドル８２との間には、軸受Ｊ１  を介して筒状のハブ８４が介装されている。そして、ドライブシャフト３０ａの先端部（右端部）の周面には、先端外周に外歯８６ａを備えたドライブギヤ８６が配設されている。そして、このドライブギヤ８６はスナップリングＳ１  により右側への軸方向移動が規制されている。また、このドライブギヤ８６の基端側とハブ８４との間に軸受Ｊ２  が介装されている。
【００１９】
そして、ハブ８４の右端側の外周面には、雄スプライン８４ａが形成されている。また、このハブ８４の外周径と略同一内径を有する円筒状のハウジング８８の内周には、前記雌スプライン８８ａが形成されている。そして、雄スプライン８４ａ及び雌スプライン８８ａの互いの嵌合によりハブ８４の右端側の外周面にハウジング８８が外嵌されるとともに、ボルト８９及びナット８９ａにより両者は一体化されている。
【００２０】
また、ハウジング８８の雌スプライン８８ａには、内歯９０ａを備えたスライドギヤ９０が軸方向に移動自在に嵌合されている。また、このスライドギヤ９０の右端には、このスライドギヤ９０をドライブギヤ８６に向けて進退させるシフトプレート１００がスナップリングＳ2 を介して固定されている。このシフトプレート１００とハウジング８８の右端側を閉塞するキャップ１０２との間には、ダイヤフラム１０４及び押さえ部材１０６を介してシフトプレート１００を左側に押圧するリターンスプリング１０８が装着されている。そして、シフトプレート１００が右側に移動すると、スライドギヤ９０及びドライブギヤ８６の噛合状態が解除される。また、シフトプレート１００が左側に移動すると、スライドギヤ９０及びドライブギヤ８６は噛み合う。
【００２１】
さらに、シフトプレート１００に対して左側の空間１１０には、ドライブシャフト３０ａの外周とハブ８４の内周との間に形成した気体通路１１２を通過してエア供給装置２３から所定正圧ＰＡ  の作動空気が供給される。これにより、空間１１０は、エアシリンダ室とされている（以下、エアシリンダ室１１０と称する）。
【００２２】
そして、エア供給装置２３は、図２に示すように、電動モータ２３ａの駆動により所定圧ＰＡ  に昇圧された作動空気を発生するエアポンプ２３ｂを空圧源としており、このエアポンプ２３ｂより蓄圧タンク２３ｆ側には電磁比例制御形の供給用電磁開閉弁２３ｃが接続されている。そして、前記作動空気を、本発明に係る操作量としている。
【００２３】
この供給用電磁開閉弁２３ｃは、３ポート２位置に構成されたスプリングオフセット型のソレノイド切換弁であり、入力ポート２３Ａ  と、ホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのエアシリンダ室１１０と接続する出力ポート２３Ｂ  と、ドレインポート２３Ｄ  とを有している。そして、弁内部に配設されたスプールが入力ポート２３Ａ  を遮断し且つ出力ポート２３Ｂ  をドレインポート２３Ｄ  に連通させる作動位置２３ｃ２  と、入力ポート２３Ａ  と出力ポート２３Ｂ  とを連通させ且つドレインポート２３Ｄ  を遮断するノーマル位置２３ｃ１  とに移動制御される弁である。そして、ノーマル位置２３ｃ１  では、エアシリンダ室１１０が作動空気圧ＰＡ  の圧力とされて昇圧される。また、コントローラ２２からソレノイド２３ｄに所定の電流ｉ２  が供給されると、その電流ｉ２  が供給状態である区間リターンスプリング２３ｅに抗してノーマル位置２３ｃ１  から作動位置２３ｃ２  にスプールが移動制御されることにより、エアシリンダ室１１０の作動空気圧ＰＡ  はドレインポート２３Ｄ  を通じて消圧される。
【００２４】
これにより、上記構成のホイールクラッチ機構１８ａは、エア供給装置２３から所定圧ＰＡ  の作動空気が供給されると、気体通路１１２を通過して流れ込む作動空気によりエアシリンダ室１１０が昇圧され、リターンスプリング１０８の付勢力に抗する方向にシフトプレート１００が右側に移動する。これにより、スライドギヤ９０とドライブギヤ８６との噛合状態が解除されてハブ８４がドライブシャフト３０ａと切り離された状態となる（以下、この動作をハブフリー動作と称する。）。これにより、前左側の車輪１２ＦＬの回転は、前左側のドライブシャフト３０ａに伝達されない。同様に、前右側に配設されホイールクラッチ機構１８ｂにエア供給装置２３から所定圧ＰＡ  の作動空気が供給されると、前右側の車輪１２ＦＲの回転は、前右側の前輪側ドライブシャフト３０ｂに伝達されない。
【００２５】
また、エア供給装置２３からホイールクラッチ機構１８ａへの作動空気供給を停止すると、エアシリンダ室１１０は大気圧状態となる。これにより、リターンスプリング１０８の付勢力によりシフトプレート１００が左側に移動するので、スライドギヤ９０がドライブギヤ８６に噛合してハブ８４がドライブシャフト３０ａに連結された状態となる（以下、この動作をハブロック動作と称する。）。これにより、ドライブシャフト３０ａの回転は、スライドギヤ９０及びドライブギヤ８６を介してハウジング８８に伝達され、このハウジング８８を介して前左側の車輪１２ＦＬに伝達される。これにより、駆動輪となった前左側の車輪１２ＦＬに対してドライブシャフト３０ａの回転駆動力が伝達可能とされる。同様に、前右側に配設されホイールクラッチ機構１８ｂへの作動空気の供給を停止すると、駆動輪となった前右側の車輪１２ＦＲに対してドライブシャフト３０ｂの回転駆動力が伝達可能とされる。
【００２６】
また、運転席近傍には、２輪駆動モード及び４輪駆動モードを選択するモード選択スイッチ１０４が配設されている。このモード選択スイッチ１０４は、２輪駆動モード（２ＷＤモード）と、摩擦クラッチ６６を制御して前輪側への駆動力配分を０％から５０％まで変更する４輪駆動モード（４ＷＤモード）の２つのモードを選択可能に構成され、このモード選択スイッチ１０４から２輪駆動モードを選択したときに選択信号Ｍ２  がオン状態となり、４輪駆動モードを選択したときに選択信号Ｍ４  がオン状態となり、これら選択信号Ｍｎ  （Ｍ２  、Ｍ４  ）がコントローラ２２に入力される。
【００２７】
また、トランスファ２４には、第２出力軸５４の回転数を検出する前輪側回転数センサ１０５が配設されていると共に、第１出力軸４４の回転数を検出する後輪側回転数センサ１０６が配設され、これら前輪側回転数センサ１０５及び後輪側回転数センサ１０５から出力される前輪側回転数検出値ＮＦ  及び後輪側回転数検出値ＮＲ  がコントローラ２２に入力される。
【００２８】
さらに、エア供給装置２３には、蓄圧タンク２３ｆと供給用電磁開閉弁２３ｃとの間に圧力スイッチ１０７が配設されており、この圧力スイッチ１０７は、作動空気圧ＰＡ  が予め設定した低圧の設定値以下になったときに、コントローラ２２に検出信号ＳＡ  を出力するものである。
コントローラ２２は、モード選択スイッチ１０４に基づいて油圧供給装置１６への励磁電流ｉ１  を出力するとともに、エア供給装置２３への励磁電流ｉ２  を出力する
このコントローラ２２は、図５に示すように、マイクロコンピュータ１２２と、マイクロコンピュータ１２２から出力される制御信号ＣＳ１  に応じた所要デューティ比Ｄの励磁電流を出力する例えばパルス幅変調回路を備えて制御信号ＣＳ１  の指令値に応じたデューティＤの励磁電流ｉ１  を油圧供給装置１６のデューティ制御電磁弁５６のソレノイド５６ｄに出力する駆動回路１２４ａと、出力される制御信号ＣＳ２  の電圧値に応じた電流値の励磁電流ｉ２  をエア供給装置２３のソレノイド２３ｄに供給する駆動回路１２４ｂとを備えている。
【００２９】
前記マイクロコンピュータ１２２は、前輪側回転数センサ１０５、後輪側回転数センサ１０６、モード選択スイッチ１０４、圧力スイッチ１０７からの検出信号を各検出値として読み込むためのＡ／Ｄ変換機能を有する入力インタフェース回路１２２ａと、所定のプログラムに従って駆動力配分制御のための演算・制御処理とホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂの切り離し動作、結合動作のための演算・制御を行う演算処理装置１２２ｂと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置１２２ｃと、制御信号ＣＳ１  、ＣＳ２  、ＣＳＳ３  を出力するための出力インタフェース回路１２２ｄとを備えている。
【００３０】
ここで、前記記憶装置１１２ｃには、演算処理装置１１２ｂの処理の実行に必要なプログラム及び固定データ等が予め記憶されているとともに、その処理結果が一時記憶可能とされている。この内、固定データとしては、図６から図８に示す各制御特性に対応した記憶テーブルを含んでいる。図６は、前後輪回転速度差ΔＮに対応する前輪側への伝達トルクΔＴの制御特性を示したものである。これによると、前輪側への伝達トルクΔＴを回転速度差ΔＮの増加に応じて非線形に増加させている。図７は、クラッチ圧Ｐｃの増加に応じて直線的に増加する前輪側への伝達トルクΔＴを示している。また、図８は、デューティ制御電磁弁５６のソレノイド５６ｄに供給する励磁電流値ｉ１  のデューティ比Ｄの増加に応じて、非線形に放物線状に増加するクラッチ圧Ｐｃの値を示している。
【００３１】
そして、マイクロコンピュータ１２２で前後輪の回転速度差ΔＮに基づいて図６から図８に対応する記憶テーブルを参照することにより前輪側への伝達トルクＴが決定されると、図７、図８に対応する記憶テーブルを順次参照して、コントローラ２２が出力しなければならないデューティ比Ｄの値が逆算されるようになっている。そして、図８で示すＤ１  〜Ｄ２  の範囲のデューティ比に応じたクラッチ圧Ｐ１  〜Ｐ２  が摩擦クラッチ６６に供給されると、摩擦クラッチ６６のクラッチ締結力に応じた所定のトルク配分比が、後輪：前輪＝１００％：０〜後輪：前輪＝５０％：５０％まで連続的に変化される。
【００３２】
そして、マイクロコンピュータ１２２は、モード選択スイッチ１０４において４輪駆動モード（Ｍ４  ）を選択すると、駆動回路１２４ａへの制御信号ＣＳ１  を出力してデューティ制御電磁弁５６のソレノイド５６ｄに対して励磁電流値ｉ１  を供給することにより油圧供給処理を行うとともに、駆動回路１２４ｂに制御信号ＣＳ２  を出力してホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのハブロック動作を行う。また、モード選択スイッチ１０４で２輪駆動モード（Ｍ２  ）を選択すると、駆動回路１２４ａへの制御信号ＣＳ１  をオフ状態とするとともに、駆動回路１２４ｂへの制御信号ＣＳ２  をオフ状態としてホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのハブフリー動作を行う。それとともに、この２輪駆動モードにおいて圧力スイッチ１０７から検出信号ＳＡ  が入力されると、駆動回路１２４ａに制御信号ＣＳ１  を出力する。
【００３３】
そして、マイクロコンピュータ１２２による駆動力配分のための油圧供給制御及びホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂの切り離し、結合動作の制御は、図９のフロートチャートによって実行される。
この図９の演算処理は所定時間（例えばΔｔ＝２０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込によって実行され、先ず、ステップＳ１でモード選択信号Ｍｎ  （Ｍ２  、Ｍ４  ）、回転数検出値ＮＦ  、ＮＲ  を読込み、記憶装置１２２ｃの所定記憶領域に更新記憶し、次いでステップＳ２に移行する。
【００３４】
ステップＳ２では、モード選択信号Ｍｎ  が２輪駆動モード（Ｍｎ  ＝Ｍ２  ）であるか否かを判定する。この判定により２輪駆動モードであるときにはステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、制御信号ＣＳ１  をオフ状態とし、摩擦クラッチ６６に供給するクラッチ圧Ｐｃを昇圧して摩擦クラッチ６６を非締結状態（フリクションプレート６６ｂとフリクションデイスクｄとを非接触状態）とし、ステップＳ４に移行する。
【００３５】
このステップＳ４は、制御信号ＣＳ２  をオフ状態とする。これにより、供給用電磁開閉弁２３ｃはノーマル位置２３ｃ１  となるのでエアシリンダ室１１０に作動空気圧ＰＡ  が供給され、ホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのハブフリー動作を行う。次いで、ステップＳ５に移行する。
このステップＳ５は、圧力スイッチ１０７からの検出信号ＳＡ  がオン状態となったか否かを判定し、検出信号ＳＡ  がオン状態であるときには、エアポンプ２３ｂにより昇圧された作動空気が所定圧ＰＡ  に達しているものと判断し、タイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。そして、検出信号ＳＡ  がオン状態でないときには、何等かの原因により作動空気が所定圧ＰＡ  に達していないと判断し、ステップＳ６に移行する。
【００３６】
ステップＳ６では、摩擦クラッチ６６を締結状態とするデューティ比Ｄ１  に設定し、ステップＳ７に移行する。このステップＳ７では、決定されたデューティＤに対応する制御信号ＣＳ１  を駆動回路１２４ａに出力してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
また、ステップＳ２においてモード選択信号Ｍｎ  が４輪駆動モード（Ｍｎ  ＝Ｍ４  ）であるときにはステップＳ８に移行する。このステップＳ８では、制御信号ＣＳ２  を駆動回路１２４ｂに出力し、駆動回路１２４ｂからソレノイド２３ｄに励磁電流ｉ２  を供給することにより、供給用電磁開閉弁２３ｃを作動位置２３ｃ２  に移動制御する。これにより、エアシリンダ室１１０の作動空気圧ＰＡ  をドレインポート２３Ｄ  を通じて消圧し、ホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのハブロック動作を行う。
【００３７】
次いでステップＳ９に移行し、後輪側回転数検出値ＮＲ  から前輪側回転数ＮＦ  を減算した回転数差ΔＮ（ＮＲ  −ＮＦ  ）を算出してステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、回転数差ΔＮをもとに図６の記憶テーブルを参照して前輪側への伝達トルクΔＴを算出し、算出された伝達トルクΔＴに基づいて図７の記憶テーブルを参照して摩擦クラッチ６６のクラッチ圧Ｐｃを算出し、図８の記憶テーブルを参照して算出されたクラッチ圧Ｐｃに対応するＤ１  〜Ｄ２  の範囲のデューティ比を算出してからステップＳ１１に移行する。
【００３８】
ステップＳ１１では、決定されたデューティＤに対応する制御信号ＣＳ１  を駆動回路１２４ａに出力してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する
ここで、操作量検出手段は、ステップＳ５に相当する。また、配分比変更手段は、ステップＳ６及びステップＳ７に相当する。
【００３９】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両が停車状態にあり、自動変速機２０のシフトレバーがパーキングレンジ位置にあると共に、モード選択スイッチ１０４で２輪駆動モード（２ＷＤモード）を選択しており、さらにエンジン１０が停止しているものとする。この状態で、イグニッションスイッチをオン状態としてエンジン１０を始動させると、コントローラ１８に電源が投入されて、マイクロコンピュータ１２２により所定の演算処理が開始される。
【００４０】
マイクロコンピュータ１２２で図９に示した処理が実行されると、２輪駆動モードが選択されているので、ステップＳ２からステップＳ３に移行し、デューティ制御電磁弁５６に対する励磁電流ｉ１  がオフ状態に制御される。このため、デューティ制御電磁弁５６はノーマル位置５６ｂを維持するので、このデューティ制御電磁弁５６から出力されるクラッチ圧Ｐｃは零となる。このため、摩擦クラッチ６６は非締結状態に維持され、フリクションプレート６６ｂとフリクションディスク６６ｄとが非接触状態となるので、第１出力軸４４と第１スプロケット６８との間の動力伝達経路が遮断されていることにより、後輪のみの２輪駆動状態を維持する。そして、ステップＳ４への移行により、供給用電磁開閉弁２３ｃに対する励磁電流ｉ２  がオフ状態に制御される。このため、供給用電磁開閉弁２３ｃはノーマル位置２３ｃ１  となるのでエアシリンダ室１１０に作動空気圧ＰＡ  が供給され、ホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのハブフリー動作が行われる。このため、車両は、前左右側の車輪１２ＦＬ、１２ＦＲに対するドライブシャフト３０ａ、３０ｂから前輪側プロペラシャフト２６側への駆動力伝達経路が遮断された２輪駆動状態となり、前左右側の車輪１２ＦＬ、１２ＦＲの回転による駆動力伝達経路の連れ回り回転が確実に防止され、燃費の向上や振動騒音の防止を図ることができる。
【００４１】
また、悪路、砂地、オフロードや雪道或いは凍結路等の低摩擦係数路を走行する場合には、モード選択スイッチ１０４を４輪駆動モード（４ＷＤモード）を選択する。この際には、ステップＳ２からステップＳ８に移行し、供給用電磁開閉弁２３ｃに励磁電流ｉ２  が出力される。このため、供給用電磁開閉弁２３ｃは作動位置２３ｃ２  となるのでエアシリンダ室１１０の作動空気圧ＰＡ  がドレインポート２３Ｄ  を通じて消圧され、ホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのハブロック動作が行われる。このため、前左右側の車輪１２ＦＬ、１２ＦＲ、ドライブシャフト３０ａ、３０ｂから前輪側プロペラシャフト２６側への駆動力伝達経路が形成され、トランスファ６６により分割された前輪側駆動力が前左右側の車輪１２ＦＬ、１２ＦＲに伝達可能となる。そして、ステップＳ９、ステップＳ１０、ステップＳ１１への移行により、駆動回路１２４ａから所定デューティ比Ｄの励磁電流ｉ１  がデューティ制御電磁弁５６に供給されることにより、デューティ制御電磁弁５６からトランスファ２４の摩擦クラッチ６６に向けて所定のクラッチ圧Ｐ１  〜Ｐ２  が出力される。そして、自動変速機２０から第１出力軸３３に伝達された回転駆動力は、摩擦クラッチ６６のクラッチ締結力に応じた所定のトルク配分比で第２出力軸５４に伝達され、この第２出力軸５４から前輪側プロペラシャフト２６、前左右側のドライブシャフト３０ａ、３０ｂ、ホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのスライドギヤ９０及びドライブギヤ８６を介して前左右側の車輪１２ＦＬ、１２ＦＲに伝達されるので、車両は４輪駆動状態となる。
【００４２】
ここで、車両が２輪駆動モードを選択して走行している際に、エアポンプ２３ｂの異常によりホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのエアシリンダ室１１０への作動空気の供給が停止すると、エアシリンダ室１１０の圧力低下により互いに離間していたスライドギヤ９０及びドライブギヤ８６が互いに噛合してハブロック動作が行われる。このハブロック動作が行われる際に、前左右側のドライブシャフト３０ａ、３０ｂと連結しているドライブギヤ８６の回転数が零であり、前左右側の車輪１２ＦＬ、１２ＦＲ側に連結しているスライドギヤ９０が所定の回転数Ｎｇで回転しており、両者が回転数差を発生した状態で噛合することにより、ハブ鳴きやギヤ破損のおそれがある。
【００４３】
そこで、本実施形態では、エアポンプ２３ｂが作動空気の低圧状態、若しくは作動空気が発生していないことを圧力スイッチ１０７が検知し、ドライブギヤ８６とスライドギヤ９０との回転数差が零となるように前左右側のドライブシャフト３０ａ、３０ｂを回転させ、ドライブギヤ８６及びスライドギヤ９０が噛合する際のハブ鳴きやギヤ破損を防止している。
【００４４】
すなわち、圧力スイッチ１０７が作動空気の低圧状態や作動空気の供給停止を検知すると（ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ４からステップＳ５への移行）、デューティ制御電磁弁５６に対する制御信号ＣＳ１  のデューティ比をＤ１  に設定し（ステップＳ６）、これに応じてオン状態の制御信号ＣＳ１  を駆動回路１２４ａに出力する（ステップＳ７）。そして、駆動回路１２４ａからデューティ比Ｄ１  の励磁電流ｉｉがデューティ制御電磁弁５６に供給されると、デューティ制御電磁５６からクラッチ圧Ｐ１  が出力され、摩擦クラッチ６６のフリクションプレート６６ｂとフリクションディスク６６ｄとが締結状態となる。
この状態により、トランスファ２４の第２出力軸５４の回転力が、前輪側プロペラシャフト２６、前左右側のドライブシャフト３０ａ、３０ｂ、ホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのドライブギヤ８６に伝達され、ドライブギヤ８６は回転数Ｎｇで回転する。これにより、ドライブギヤ８６及びスライドギヤ９０に回転数差が発生しないので、両者が噛合する際にハブ鳴きやギヤ破損が防止される。
【００４５】
したがって、上記構成の四輪駆動車は、車両が２輪駆動モードを選択して走行しているときに、エアポンプ２３ｂの異常によりホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのハブロック動作が行われる際には、摩擦クラッチ６６を締結状態とする制御を行う。これにより、トランスファ２４の第２出力軸５４に伝達された回転駆動力が前左右側のドライブシャフト３０ａ、３０ｂまで伝達され、これらドライブシャフト３０ａ、３０ｂに連結されているホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂのドライブギヤ８６に回転を与えるので、このドライブギヤ８６の回転数と、前左右側の車輪１２ＦＬ、１２ＦＲ側に連結しているスライドギヤ９０の回転数とに差が発生せず、両者はハブ鳴きやギヤ破損を発生せずに正常に噛合することができる。
【００４６】
なお、本発明に係る操作量を、上記実施形態ではエア供給装置２３から出力される所定圧ＰＡ  の作動空気とし、この作動空気の供給及び停止によりホイールクラッチ機構の切り離し動作、結合動作を行うようにしたが、本発明の要旨はこれに限るものではなく、例えば電子、電気、油圧等を操作量とし、電子制御や油圧制御や他のアクチュエータ制御を行う場合であっても、同様の作用効果を得ることができる。
【００４７】
また、後輪駆動車ベースの四輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず前輪駆動車ベースの四輪駆動車に本発明を適用することもでき、その際には、ホイールクラッチ機構は後ろ左右側の車輪に装着する。
また、本実施形態では、前左側のドライブシャフト３０ａと前左側の車輪１２ＦＬとの間、前右側のドライブシャフト３０ｂと前右側の車輪１２ＦＲとの間にそれぞれホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂを装着したが、これに限るものではなく、一方側の駆動系にのみ装着しても同様の作用効果を得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、フリーホイールハブ構造を採用したが、例えば副駆動軸側のデファレンシャルギヤとドライブギヤとの間にホイールクラッチ機構を装着しても、同様の作用効果を得ることができる。
また、上記実施形態では、励磁電流ｉ２  がオン状態であるときにホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂがハブロック動作を行うようにエア供給装置２３を構成したが、これに限定されるものではなく、励磁電流ｉ２  がオフ状態であるときにホイールクラッチ機構１８ａ、１８ｂがハブロック動作を行うよう供給用電磁開閉弁２３ｃのノーマル位置と作動位置とを入れ替えるようにしてもよい。
【００４９】
また、励磁電流ｉ１  がオフ状態であるときに２輪駆動状態となるように油圧回路を構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、励磁電流ｉがオフ状態であるときに４輪駆動状態となるようにデューティ制御電磁弁５６のノーマル位置と作動位置とを入替えるようにしてもよく、この場合には図８の処理において、制御信号ＣＳのオン・オフ状態を反転させると共に、デューティ比Ｄの設定を回転数差ΔＮが小さいときにオンデューティ比を１００％とし、この状態から回転数差ΔＮが増加するに応じてオンデューティ比を徐々に減少させるようにすればよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の四輪駆動車は、車両が２輪駆動状態を選択して走行しているときには、ホイールクラッチ制御手段からホイールクラッチ機構に操作量が入力されて副推進軸と副駆動車輪との間の切り離し動作が行われているが、何等かの原因によりホイールクラッチ制御手段からの操作量の入力が停止すると、ホイールクラッチ機構は副推進軸と副駆動車輪との間の結合動作を行う。その際、本発明は、前記操作量検出手段によりホイールクラッチ機構への操作量が停止していることを検出したときに、配分比変更手段が副駆動車輪への駆動力配分比が零を越えた値となるように駆動力配分調整手段の駆動力配分比を変更している。これにより、副推進軸側に連結しているホイールクラッチ機構の一方のドグ歯と、副駆動車輪側に連結しているホイールクラッチ機構の他方のドグ歯との間に回転数差が発生しないので、ホイールクラッチ機構が結合動作を行う際には、一方のドグ歯と他方のドグ歯が容易に噛合し、ハブ鳴きやギヤ破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の概略構成を示す基本構成図である。
【図２】この発明の四輪駆動車の概略を示す構成図である。
【図３】この発明の駆動力配分調整手段及び駆動力配分制御手段を示す図である。
【図４】この発明にホイールクラッチ機構の構造を示す図である。
【図５】この発明に係るコントローラを示すブロック図である。
【図６】副駆動車輪側への伝達トルクと前後輪回転数差との制御特性を示すグラフである。
【図７】副駆動車輪側への伝達トルクと駆動力配分制御手段から供給されるクラッチ圧との制御特性を示すグラフである。
【図８】デューティ比に応じて変化するクラッチ圧の制御特性を示すグラフである。
【図９】この発明に係る油圧供給制御及びホイールクラッチ機構の制御の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２ＲＬ、１２ＲＲ  主駆動車輪
１２ＦＬ、１２ＦＲ  副駆動車輪
１６  油圧供給装置（駆動力配分制御手段）
１８ａ、１８ｂ  ホイールクラッチ機構
２０  自動変速機（変速機）
２３  エア供給装置（ホイールクラッチ制御手段）
２４  トランスファ（駆動力配分調整手段）
２６  前輪側プロペラシャフト（副推進軸）
３２  後輪側プロペラシャフト（主推進軸）
８６  ドライブギヤ（ドグ歯）
９０  スライドギヤ（ドグ歯）
１０４  モード選択スイッチ
１０７  圧力スイッチ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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