(57)【要約】【課題】スイッチング素子を動作させるための電流を大きくしなくとも、スイッチング素子の発熱を抑制することが可能な駆動力伝達装置の制御装置を提供する。【解決手段】アクセルペダル１１０の操作量に応じた駆動力を発生するエンジン１１と、駆動力が常時伝達される前輪１８１，１８２と、制御電流に応じた駆動力を伝達する駆動力伝達装置２を介して駆動される後輪１９１，１９２とを備えた四輪駆動車１において、駆動力伝達装置２に制御電流を供給する制御装置７は、ＦＥＴ７４のオン・オフ状態がＰＷＭ周期毎に決定されるＰＷＭ信号に基づいて直流電圧をスイッチングして制御電流を生成するスイッチング電源部７３と、ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部７０とを有する。ＰＷＭ信号生成部７０は、アクセルペダル１１０の操作量が所定値よりも小さい減速時に、アクセルペダル１１０の操作量が所定値よりも大きい場合に比較してＰＷＭ周期を長くする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダルの操作量に応じた駆動力を発生する駆動源と、前記駆動源の駆動力が常時伝達される主駆動輪と、供給される電流に応じた駆動力を伝達する駆動力伝達装置を介して前記駆動源の駆動力が伝達される補助駆動輪と、を備えた四輪駆動車に搭載され、前記駆動力伝達装置に前記電流を供給する駆動力伝達装置の制御装置であって、
スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のオン状態又はオフ状態がＰＷＭ周期毎に決定されるＰＷＭ信号に基づいて直流電圧をスイッチングして前記電流を生成するスイッチング電源部と、前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部とを有し、
前記ＰＷＭ信号生成部は、前記アクセルペダルの操作量が所定値よりも小さい減速時に、前記アクセルペダルの操作量が前記所定値又は前記所定値よりも大きい場合に比較して前記ＰＷＭ周期を長くする、
駆動力伝達装置の制御装置。
【請求項２】
前記ＰＷＭ信号生成部は、前記アクセルペダルの操作量が前記所定値よりも小さく、かつ車速が所定速度以上であるとき、前記ＰＷＭ周期を長くする、
請求項１に記載の駆動力伝達装置の制御装置。
【請求項３】
前記ＰＷＭ信号生成部は、前記ＰＷＭ周期を長くした状態において、前記ＰＷＭ信号のデューティー比を一定の値とする、
請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置の制御装置。
【請求項４】
前記ＰＷＭ信号生成部は、前記アクセルペダルの操作量が前記所定値よりも小さく、かつ車速が前記低車速領域である状態が継続する場合、所定時間にわたって前記ＰＷＭ周期を長くした状態を継続し、その後、前記ＰＷＭ信号のデューティー比を車両走行状態に応じた値に除変させる、
請求項３に記載の駆動力伝達装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四輪駆動車の補助駆動輪に駆動力を伝達する駆動力伝達装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動源の駆動力が常時伝達される主駆動輪と、走行状況に応じて駆動源の駆動力が伝達される補助駆動輪と、補助駆動輪に伝達される駆動力を調節可能な駆動力伝達装置と、駆動力伝達装置を制御する制御装置とを備えた四輪駆動車が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された制御装置（負荷駆動装置としてのＥＣＵ）は、ＦＥＴをスイッチングすることで負荷としての駆動力伝達装置に供給する駆動電流をＰＷＭ制御する。また、この制御装置は、ＦＥＴのスイッチング時の損失を抑制してその損失による発熱を抑えるべく、駆動源としてのエンジンの回転数が大きくなるに従って、スイッチング動作時にＦＥＴのゲートに流すゲート電流が大きくなるように構成されている。
【０００４】
特許文献１の第１実施形態では、ゲート電流の増減が、複数の抵抗器の何れかを選択的に制御信号用電源とＦＥＴのゲートとの間に接続するマルチプレクサを有する制御電流変更回路によって実現されている。また、特許文献１の第２実施形態では、ゲート電流の増減がＤ／Ａコンバータによって実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３５９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された制御装置では、ゲート電流を増減するために上記の制御電流変更回路やＤ／Ａコンバータが必要となり、コストが増大してしまう。また、ゲート電流を大きくすると、ラジオ等の機器にノイズの影響が及ぶ可能性がある（特許文献１の段落［００２６］参照）。
【０００７】
そこで、本発明は、スイッチング素子を動作させるための電流を大きくしなくとも、スイッチング素子の発熱を抑制することが可能な駆動力伝達装置の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するため、アクセルペダルの操作量に応じた駆動力を発生する駆動源と、前記駆動源の駆動力が常時伝達される主駆動輪と、供給される電流に応じた駆動力を伝達する駆動力伝達装置を介して前記駆動源の駆動力が伝達される補助駆動輪と、を備えた四輪駆動車に搭載され、前記駆動力伝達装置に前記電流を供給する駆動力伝達装置の制御装置であって、スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のオン状態又はオフ状態がＰＷＭ周期毎に決定されるＰＷＭ信号に基づいて直流電圧をスイッチングして前記電流を生成するスイッチング電源部と、前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部とを有し、前記ＰＷＭ信号生成部は、前記アクセルペダルの操作量が所定値よりも小さい減速時に、前記アクセルペダルの操作量が前記所定値又は前記所定値よりも大きい場合に比較して前記ＰＷＭ周期を長くする、駆動力伝達装置の制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る駆動力伝達装置の制御装置によれば、スイッチング素子を動作させるための電流を大きくしなくとも、スイッチング素子の発熱を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置の制御装置が搭載された四輪駆動車の概略の構成例を示す概略構成図である。
【図２】駆動力伝達装置の構成例を示す断面図である。
【図３】制御装置の概略の機能構成例を示す概略図である。
【図４】ＦＥＴのオン・オフ状態に切り替わる際のドレイン・ソース間電圧及びドレイン電流の時間的な変化の一例を示すグラフである。
【図５】ＰＷＭ周期が短い場合のＦＥＴのゲート・ソース間電圧及びドレイン電流の時間的な変化の一例を示すグラフである。
【図６】ＰＷＭ周期が長い場合のＦＥＴのゲート・ソース間電圧及びドレイン電流の時間的な変化の一例を示すグラフである。
【図７】制御装置のＣＰＵがＰＷＭ信号生成部として実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置の制御装置が搭載された四輪駆動車の概略の構成例を示す概略構成図である。
【００１３】
図１に示すように、四輪駆動車１は、アクセルペダル１１０の操作量（踏み込み量）に応じた走行用の駆動力（トルク）を発生する駆動源としてのエンジン１１と、エンジン１１の出力を変速するトランスミッション１２と、トランスミッション１２で変速されたエンジン１１の駆動力が常時伝達される主駆動輪としての左右前輪１８１，１８２と、四輪駆動車１の走行状態に応じてエンジン１１の駆動力が伝達される補助駆動輪としての左右後輪１９１，１９２とを備えている。この四輪駆動車１は、左右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２にエンジン１１の駆動力を伝達する四輪駆動状態と、左右前輪１８１，１８２のみに駆動力を伝達する二輪駆動状態とを切り替え可能である。
【００１４】
また、四輪駆動車１には、フロントディファレンシャル１３と、プロペラシャフト１４と、リヤディファレンシャル１５と、左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２と、左右の後輪側のドライブシャフト１７１，１７２と、プロペラシャフト１４とリヤディファレンシャル１５との間に配置された駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を制御する制御装置７とが搭載されている。
【００１５】
駆動力伝達装置２は、制御装置７から供給される電流に応じた駆動力をプロペラシャフト１４側からリヤディファレンシャル１５側に伝達する。制御装置７は、駆動力伝達装置２に電流を供給することで、駆動力伝達装置２を制御する。以下、制御装置７が駆動力伝達装置２を制御するために出力する電流を制御電流という。
【００１６】
なお、四輪駆動車１の駆動源としては、内燃機関であるエンジンに限らず、例えばＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータ等の高出力モータを用いてもよい。また、エンジンと高出力モータとの組み合わせにより四輪駆動車１の駆動源を構成してもよい。
【００１７】
左右前輪１８１，１８２には、エンジン１１の駆動力が、トランスミッション１２、フロントディファレンシャル１３、及び左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２を介して伝達される。フロントディファレンシャル１３は、左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２にそれぞれ相対回転不能に連結された一対のサイドギヤ１３１，１３１と、一対のサイドギヤ１３１，１３１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１３２，１３２と、一対のピニオンギヤ１３２，１３２を支持するピニオンギヤシャフト１３３と、これらを収容するフロントデフケース１３４とを有している。
【００１８】
フロントデフケース１３４には、リングギヤ１３５が固定され、このリングギヤ１３５がプロペラシャフト１４の車両前方側の端部に設けられたピニオンギヤ１４１に噛み合っている。プロペラシャフト１４の車両後方側の端部は、駆動力伝達装置２のハウジング２０に連結されている。駆動力伝達装置２は、ハウジング２０と相対回転可能に配置されたインナシャフト２３を有しており、制御装置７から供給される制御電流に応じた駆動力を、インナシャフト２３と相対回転不能に連結されたピニオンギヤシャフト１５０を介してリヤディファレンシャル１５に伝達する。駆動力伝達装置２の詳細については後述する。
【００１９】
リヤディファレンシャル１５は、左右の後輪側のドライブシャフト１７１，１７２にそれぞれ相対回転不能に連結された一対のサイドギヤ１５１，１５１と、一対のサイドギヤ１５１，１５１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１５２，１５２と、一対のピニオンギヤ１５２，１５２を支持するピニオンギヤシャフト１５３と、これらを収容するリヤデフケース１５４と、リヤデフケース１５４に固定されてピニオンギヤシャフト１５０と噛み合うリングギヤ１５５とを有している。
【００２０】
（駆動力伝達装置の構成）
図２は、駆動力伝達装置２の構成例を示す断面図である。図２において、回転軸線Ｏよりも上側は駆動力伝達装置２の作動状態（トルク伝達状態）を、下側は駆動力伝達装置２の非作動状態（トルク非伝達状態）を、それぞれ示す。以下、回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向という。
【００２１】
駆動力伝達装置２は、フロントハウジング２１及びリヤハウジング２２からなるハウジング２０と、ハウジング２０と同軸上で相対回転可能に支持された筒状のインナシャフト２３と、ハウジング２０とインナシャフト２３との間に配置されたメインクラッチ３と、メインクラッチ３を押圧する押圧力を発生させるカム機構４と、フロントハウジング２１の回転力を受けてカム機構４を作動させる電磁クラッチ機構５とを有して構成されている。ハウジング２０の内部空間には、図略の潤滑油が封入されている。
【００２２】
フロントハウジング２１は、円筒状の筒部２１ａと底部２１ｂとを一体に有する有底円筒状である。筒部２１ａの開口端部における内面には、雌ねじ部２１ｃが形成されている。フロントハウジング２１の底部２１ｂには、プロペラシャフト１４（図１参照）が例えば十字継手を介して連結される。また、フロントハウジング２１は、軸方向に延びる複数の外側スプライン突起２１１を筒部２１ａの内周面に有している。外側スプライン突起２１１は、ハウジング２０及びインナシャフト２３の回転軸線Ｏに向かって、径方向内側に突出している。
【００２３】
リヤハウジング２２は、鉄等の磁性材料からなる第１環状部材２２１、第１環状部材２２１の内周側に溶接等により一体に結合されたオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料からなる第２環状部材２２２、及び第２環状部材２２２の内周側に溶接等により一体に結合された鉄等の磁性材料からなる第３環状部材２２３からなる。第１環状部材２２１と第３環状部材２２３との間には、電磁コイル５３を収容する環状の収容空間２２ａが形成されている。また、第１環状部材２２１の外周面には、フロントハウジング２１の雌ねじ部２１ｃに螺合する雄ねじ部２２１ａが形成されている。
【００２４】
インナシャフト２３は、玉軸受２４及び針状ころ軸受２５によってハウジング２０の内周側に支持されている。インナシャフト２３は、軸方向に延びる複数の内側スプライン突起２３１を外周面に有している。また、インナシャフト２３の一端部における内面には、ピニオンギヤシャフト１５０（図１参照）の一端部が相対回転不能に嵌合されるスプライン嵌合部２３２が形成されている。
【００２５】
メインクラッチ３は、軸方向に沿って交互に配置された複数のメインアウタクラッチプレート３１及び複数のメインインナクラッチプレート３２を有する摩擦クラッチである。メインアウタクラッチプレート３１とメインインナクラッチプレート３２との摩擦摺動は、ハウジング２０とインナシャフト２３との間に封入された図略の潤滑油によって潤滑され、摩耗や焼き付きが抑制されている。
【００２６】
メインアウタクラッチプレート３１は、フロントハウジング２１の外側スプライン突起２１１に係合する複数の係合突起３１１を外周端部に有している。メインアウタクラッチプレート３１は、係合突起３１１が外側スプライン突起２１１に係合することにより、フロントハウジング２１との相対回転が規制され、かつフロントハウジング２１に対して軸方向に移動可能である。
【００２７】
メインインナクラッチプレート３２は、インナシャフト２３の内側スプライン突起２３１に係合する複数の係合突起３２１を外周端部に有している。メインインナクラッチプレート３２は、係合突起３２１が内側スプライン突起２３１に係合することにより、インナシャフト２３との相対回転が規制され、かつインナシャフト２３に対して軸方向に移動可能である。また、メインインナクラッチプレート３２には、潤滑油を流通させる複数の油孔３２２がメインアウタクラッチプレート３１よりも内側に形成されている。
【００２８】
カム機構４は、電磁クラッチ機構５を介してハウジング２０の回転力を受けるパイロットカム４１と、メインクラッチ３を軸方向に押圧する押圧部材としてのメインカム４２と、パイロットカム４１とメインカム４２との間に配置された複数の球状のカムボール４３とを有して構成されている。
【００２９】
メインカム４２は、メインクラッチ３の一端におけるメインインナクラッチプレート３２に接触してメインクラッチ３を押圧する環板状の押圧部４２１と、押圧部４２１よりもメインカム４２の内周側に設けられたカム部４２２とを一体に有している。メインカム４２は、押圧部４２１の内周端部に形成されたスプライン係合部４２１ａがインナシャフト２３の内側スプライン突起２３１に係合し、インナシャフト２３との相対回転が規制されている。また、メインカム４２は、インナシャフト２３に形成された段差面２３ａとの間に配置された皿バネ４４により、メインクラッチ３から軸方向に離間するように付勢されている。
【００３０】
パイロットカム４１は、メインカム４２に対して相対回転する回転力を電磁クラッチ機構５から受けるスプライン係合部４１１を外周端部に有している。パイロットカム４１とリヤハウジング２２の第３環状部材２２３との間には、スラスト針状ころ軸受４５が配置されている。
【００３１】
パイロットカム４１とメインカム４２のカム部４２２との対向面には、周方向に沿って軸方向の深さが変化する複数のカム溝４１ａ，４２２ａが形成されている。カムボール４３は、パイロットカム４１のカム溝４１ａとメインカム４２のカム溝４２２ａとの間に配置されている。そして、カム機構４は、パイロットカム４１がメインカム４２に対して相対回転することにより、メインクラッチ３を押し付ける軸方向の押圧力を発生させる。メインクラッチ３は、カム機構４から押圧力を受けてメインアウタクラッチプレート３１とメインインナクラッチプレート３２とが摩擦接触し、この摩擦力によって駆動力を伝達する。
【００３２】
電磁クラッチ機構５は、アーマチャ５０と、複数のパイロットアウタクラッチプレート５１と、複数のパイロットインナクラッチプレート５２と、電磁コイル５３とを有して構成されている。
【００３３】
電磁コイル５３は、磁性材料からなる環状のヨーク５３０に保持され、リヤハウジング２２の収容空間２２ａに収容されている。ヨーク５３０は、玉軸受２６によってリヤハウジング２２の第３環状部材２２３に支持され、その外周面が第１環状部材２２１の内周面に対向している。また、ヨーク５３０の内周面は、第３環状部材２２３の外周面に対向している。電磁コイル５３には、電線５３１を介して制御装置７の制御電流が励磁電流として供給される。
【００３４】
複数のパイロットアウタクラッチプレート５１及び複数のパイロットインナクラッチプレート５２は、アーマチャ５０とリヤハウジング２２との間に、軸方向に沿って交互に配置されている。パイロットアウタクラッチプレート５１及びパイロットインナクラッチプレート５２の径方向の中央部には、電磁コイル５３の通電により発生する磁束の短絡を防ぐための複数の円弧状のスリットが形成されている。
【００３５】
パイロットアウタクラッチプレート５１は、フロントハウジング２１の外側スプライン突起２１１に係合する複数の係合突起５１１を外周端部に有している。パイロットインナクラッチプレート５２は、パイロットカム４１のスプライン係合部４１１に係合する複数の係合突起５２１を内周端部に有している。
【００３６】
アーマチャ５０は、鉄等の磁性材料からなる環状の部材であり、外周部にはフロントハウジング２１の外側スプライン突起２１１に係合する複数の係合突起５０１が形成されている。これにより、アーマチャ５０は、フロントハウジング２１に対して軸方向に移動可能、かつフロントハウジング２１に対する相対回転が規制されている。
【００３７】
上記のように構成された駆動力伝達装置２は、電磁コイル５３に制御電流が供給されることにより発生する磁力によってアーマチャ５０がリヤハウジング２２側に引き寄せられ、パイロットアウタクラッチプレート５１とパイロットインナクラッチプレート５２とが摩擦接触する。これにより、ハウジング２０の回転力がパイロットカム４１に伝達され、パイロットカム４１がメインカム４２に対して相対回転し、カムボール４３がカム溝４１ａ，４２２ａを転動する。このカムボール４３の転動により、メインカム４２にメインクラッチ３を押圧するカム推力が発生し、複数のメインアウタクラッチプレート３１と複数のメインインナクラッチプレート３２との間に摩擦力が発生する。そして、この摩擦力により、ハウジング２０とインナシャフト２３との間でトルクが伝達される。メインクラッチ３によって伝達されるトルクは、電磁コイル５３に供給される制御電流に応じて増減する。
【００３８】
（制御装置７の構成）
制御装置７は、図１に示すように、演算処理装置であるＣＰＵ７１と、ＲＯＭやＲＡＭ等の半導体記憶素子からなる記憶部７２と、制御電流を生成するスイッチング電源部７３とを有している。
【００３９】
図３は、制御装置７の概略の機能構成例を示す概略図である。制御装置７は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成するＰＷＭ信号生成部７０と、ＰＷＭ信号に基づいて制御電流を生成するスイッチング電源部７３とを有している。本実施の形態では、ＣＰＵ７１が記憶部７２に記憶されたプログラムを実行することにより、ＰＷＭ信号生成部７０として機能する。すなわち、ＰＷＭ信号生成部７０の機能がＣＰＵ７１によって実現される。
【００４０】
ＰＷＭ信号生成部７０は、左右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２の回転速度をそれぞれ検出する回転速センサ６１〜６４、ならびにアクセルペダル１１０の操作量を検出するためのアクセルペダルセンサ６５の検出結果を取得可能であり、これらの検出結果に基づいて、駆動力伝達装置２を制御する。より具体的には、例えば左右前輪１８１，１８２の平均回転速度と左右後輪１９１，１９２の平均回転速度との差が大きいほど、またアクセルペダル１１０の踏み込み量が大きいほど、大きな駆動力が左右後輪１９１，１９２に伝達されるように、駆動力伝達装置２を制御する。
【００４１】
ＰＷＭ信号生成部７０は、回転速センサ６１〜６４やアクセルペダルセンサ６５の検出結果などに基づいて駆動力伝達装置２が伝達すべき指令トルクを演算し、この指令トルクに応じて駆動力伝達装置２に供給すべき制御電流の目標値である指令電流値を演算する。そして、指令電流値の制御電流が駆動力伝達装置２に出力されるように、スイッチング電源部７３をＰＷＭ制御する。
【００４２】
スイッチング電源部７３は、スイッチング素子であるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）７４と、還流ダイオード７５と、ＦＥＴ７４の温度を検出する温度センサ７６と、制御電流を検出するためのシャント抵抗７７と、シャント抵抗７７の両端の電位差を増幅する増幅器としてのオペアンプ７８とを有している。ＦＥＴ７４は、具体的にはＭＯＳＦＥＴであり、そのオン状態又はオフ状態が矩形波状のＰＷＭ信号によって定まる。
【００４３】
ＰＷＭ信号は、ＦＥＴ７４のゲートに入力され、ゲート・ソース間電圧を発生させる。ＰＷＭ信号によってゲート・ソース間電圧が発生したとき、ＦＥＴ７４は飽和領域でオン状態となる。ＦＥＴ７４がオン状態となるとドレインからソースに電流（ドレイン電流）が流れ、ＦＥＴ７４がオフ状態となると、この電流の流れが遮断される。スイッチング電源部７３には、電源コネクタ７ａを介して四輪駆動車１に搭載されたバッテリーＢから例えば１２Ｖの直流電圧が供給される。スイッチング電源部７３は、ＰＷＭ信号に基づいてこの直流電圧をスイッチングし、制御電流を生成する。
【００４４】
制御装置７は、一対の端子７ｂ，７ｃから駆動力伝達装置２の電磁コイル５３に制御電流を出力する。ＦＥＴ７４のオフ状態では、電磁コイル５３のインダクタンスにより、還流ダイオード７５に電流が流れる。還流ダイオード７５は、アノードが端子７ｃ及びＦＥＴ７４のドレインに接続され、カソードが電源コネクタ７ａ及びシャント抵抗７７の一端に接続されている。シャント抵抗７７の他端は端子７ｂに接続されている。
【００４５】
ＰＷＭ信号生成部７０は、オペアンプ７８の出力信号によって電磁コイル５３に出力されている制御信号を検出し、その検出値が指令電流値に近づくようにＰＷＭ信号を生成する。具体的には、制御信号の検出値が指令電流値よりも低ければＰＷＭ信号のデューティー比を高くし、制御信号の検出値が指令電流値よりも低ければＰＷＭ信号のデューティー比を低くする。ここで、ＰＷＭ信号のデューティー比とは、単位時間のうち、ＰＷＭ信号の電圧が、ＦＥＴ７４がオン状態となる電圧である時間の割合をいう。ＰＷＭ信号生成部７０は、所定のＰＷＭ周期毎にＦＥＴ７４をオン状態とするかオフ状態とするかを決定し、その結果に応じてＰＷＭ信号を生成する。
【００４６】
ところで、ＦＥＴ等のスイッチング素子をオフ状態からオン状態を切り替える時（ターンオン）及びオン状態からオフ状態を切り替える時（ターンオフ）には、スイッチング損失という電力損失が発生する。このスイッチング損失について、図４を参照して説明する。
【００４７】
図４は、ＦＥＴがオフ状態からオン状態に切り替わり、さらにオン状態からオフ状態に切り替わる際のドレイン・ソース間電圧（Ｖｄｓ）及びドレイン電流（Ｉｄ）の時間的な変化の一例を示すグラフである。このグラフの横軸は時間軸であり、縦軸はドレイン・ソース間電圧及びドレイン電流の大きさを示している。
【００４８】
ＦＥＴで消費される電力は、大略ドレイン・ソース間電圧とドレイン電流との積によって求められる。このため、ドレイン・ソース間電圧又はドレイン電流が実質的にゼロであれば、ＦＥＴで電力が消費されない。しかし、ターンオン及びターンオフにおける過渡状態の時間帯であるスイッチング時間（Ｔｓｗ）では、ドレイン・ソース間電圧及びドレイン電流が共にゼロではない状態となるので、ＦＥＴで電力が消費される。すなわち、ＦＥＴで電力損失が発生する。そして、この電力損失によってＦＥＴが発熱する。
【００４９】
ＰＷＭ信号生成部７０は、温度センサ７６の出力信号により、ＦＥＴ７４の温度を検出可能である。温度センサ７６としては、例えばサーミスタを用いることができる。温度センサ７６は、例えばＦＥＴ７４もしくはその熱を放熱する放熱フィンに接触して配置される。あるいは、温度センサ７６をＦＥＴ７４や放熱フィンの近傍に配置してもよい。
【００５０】
図５及び図６は、ＰＷＭ信号のデューティー比が共に５０％であり、ＰＷＭ周期が異なる場合のＦＥＴ７４のゲート・ソース間電圧（Ｖｇｓ）及びドレイン電流（Ｉｄ）の時間的な変化の一例を示すグラフである。ゲート・ソース間電圧は、ＰＷＭ信号に相当する。図５（ａ），（ｂ）及び図６（ａ），（ｂ）の横軸は時間軸であり、そのタイムスケールが共通である。図５（ａ）及び図６（ａ）の縦軸はゲート・ソース間電圧の大きさを示し、図５（ｂ）及び図６（ｂ）の縦軸はドレイン電流の大きさを示している。
【００５１】
図５及び図６では、１つのＰＷＭ周期毎にゲート・ソース間電圧がゲート閾値電圧（ドレイン電流が流れはじめる電圧）よりも高い状態と低い状態とが切り替わる場合を示している。また、図５に示すグラフのＰＷＭ周期（Ｔ１）は、図６に示すグラフのＰＷＭ周期（Ｔ２）の４分の１である。ＰＷＭ周期（Ｔ１）は例えば１ｍｓであり、ＰＷＭ周期（Ｔ２）は例えば４ｍｓである。
【００５２】
ドレイン電流は、ゲート・ソース間電圧がゲート閾値電圧よりも高いときに徐々に大きくなり、ゲート・ソース間電圧がゲート閾値電圧よりも低いときに徐々に小さくなる。また、ドレイン電流は、図５及び図６の比較から明らかなように、ＰＷＭ周期が短いほど変化幅が小さく、ＰＷＭ周期が長いと変化幅が大きくなる。このことから、ＰＷＭ周期は短いほど、ドレイン電流を高精度に調節することが可能になることが分かる。
【００５３】
一方、前述のように、ＦＥＴ７４のオフ状態とオン状態とが切り替わるとスイッチング損失が発生するため、ＦＥＴ７４の発熱を抑制するためには、ＰＷＭ周期が長いことが望ましいといえる。
【００５４】
本実施の形態では、これらの点に着目し、ドレイン電流（制御電流）を高精度に調節することがないときにＰＷＭ周期を長くすれば、四輪駆動車１の走行を不安定にすることなくＦＥＴ７４の発熱を抑制することができるという知見に基づいて、エンジンブレーキによる減速時にＰＷＭ周期を長くする。次に、図７を参照して、ＰＷＭ信号生成部７０として動作するＣＰＵ７１が実行する処理の具体例を説明する。
【００５５】
図７は、ＣＰＵ７１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ７１は、このフローチャートに示す処理を所定の制御周期毎に繰り返し実行する。
【００５６】
ＣＰＵ７１は、温度センサ７６の出力信号に基づいてＦＥＴ７４の温度が所定値以上であるか否かを判定し（ステップＳ１）、所定値以上である場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、保護制御を行う（ステップＳ２）。ステップ１における温度の所定値は、例えばＦＥＴ７４が安定的に動作する温度範囲の上限の温度である。この保護制御は、ＦＥＴ７４を過熱による損傷等から保護するためのものであり、具体的には制御電流を略ゼロに低減する制御である。なお、本実施の形態では、この保護制御を実行する事態に至ることを回避すべく、ＣＰＵ７１が以下の処理を行う。
【００５７】
ＣＰＵ７１は、ステップＳ１の判定の結果、ＦＥＴ７４の温度が所定値未満である場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、回転速センサ６１〜６４及びアクセルペダルセンサ６５の検出値を読み込み（ステップＳ３）、これらの検出値に基づいて前後輪の回転速差、及びアクセルペダルの操作量を演算する（ステップＳ４）。なお、前後輪の回転速差は、左右前輪１８１，１８２の平均回転速度と左右後輪１９１，１９２の平均回転速度との差によって求めることができる。
【００５８】
次に、ＣＰＵ７１は、車速が所定速度以上の中高速域であるか否かを判定する（ステップＳ５）。この所定速度は、例えば４０ｋｍ／ｈである。なお、車速は、例えば左右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２のうち回転速度が最も遅い車輪の回転速度に基づいて求めることができる。また、車速の情報を上位コントローラから取得してもよい。
【００５９】
ステップＳ５の判定の結果、車速が所定速度以上である場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ７１は、アクセルペダル１１０の操作量が所定値未満か否かを判定する（ステップＳ６）。このステップＳ６における所定値は、例えばエンジンブレーキが作用するアクセルペダル１１０の操作量の上限値に相当する値である。
【００６０】
ステップＳ６の判定の結果、アクセルペダル１１０の操作量が所定値未満である場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ７１は、エンジンブレーキ対応制御カウンタをインクリメントする（ステップＳ７）。なお、エンジンブレーキ対応制御カウンタは、例えばエンジン１１の始動時（イグニッションオン時）にゼロにクリアされている。
【００６１】
次に、ＣＰＵ７１は、エンジンブレーキ対応制御カウンタの値（カウンタ値）が所定値未満であるか否かを判定し（ステップＳ８）、このカウンタ値が所定値未満であれば（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、エンジンブレーキ対応制御を実行する（ステップＳ９）。このエンジンブレーキ対応制御では、ＰＷＭ周期を長くすると共に、ＰＷＭ信号のデューティー比を一定の値にする。このように、ＰＷＭ信号生成部７０として機能するＣＰＵ７１は、アクセルペダル１１０の操作量がステップＳ６の所定値よりも小さい減速時に、アクセルペダル１１０の操作量がステップＳ６の所定値である場合もしくはステップＳ６の所定値よりも大きい場合に比較して、ＰＷＭ周期を長くする。
【００６２】
エンジンブレーキ対応制御におけるＰＷＭ周期は、エンジンブレーキ対応制御が行われない場合に比較して、例えば２倍以上の長さに設定される。これにより、前述のようにスイッチング損失を抑制し、ＦＥＴ７４の過熱を未然に防ぐことが可能となる。また、エンジンブレーキ対応制御中のＰＷＭ周期を４倍以上の長さに設定すれば、スイッチング損失を抑制する効果がより顕著となる。
【００６３】
また、エンジンブレーキ対応制御カウンタのカウンタ値が所定値以上である場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、ＣＰＵ７１は、エンジンブレーキ対応制御を行わない。すなわち、ＣＰＵ７１は、アクセルペダル１１０の操作量が所定値よりも小さく（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、かつ車速が所定速度以上である（ステップＳ５：Ｙｅｓ）状態が継続する場合、所定時間にわたって、ＰＷＭ周期を長くするエンジンブレーキ対応制御を継続して実行する。ステップＳ８の所定値は、エンジンブレーキ対応制御を継続して行う時間が例えば３〜５秒となる値に設定されている。このように、エンジンブレーキ対応制御カウンタは、エンジンブレーキ対応制御モードの開始時からの経過時間を計時するタイマの役割を果たす。
【００６４】
ＣＰＵ７１は、エンジンブレーキ対応制御カウンタのカウンタ値が所定値以上である場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、第１の復帰処理を実行する（ステップＳ１０）。この第１の復帰処理は、ＰＷＭ周期を元に戻すと共に、ＰＷＭ信号のデューティー比をエンジンブレーキ対応制御における一定値から、車両走行状態に応じた値、すなわち前後輪の回転速差及びアクセルペダルの操作量に応じた値に除変させる処理である。つまり、第１の復帰処理では、ＰＷＭ信号のデューティー比を所定の時定数で徐々に変化させる。第１の復帰処理は、アクセルペダル１１０の操作量が所定値よりも小さく、かつ車速が所定速度以上である場合に、エンジンブレーキ対応制御カウンタのカウンタ値が所定値以上となった後の所定時間にわたって実行される処理であり、左右後輪１９１，１９２に伝達される駆動力の急変による車両挙動の乱れを抑制するためのものである。
【００６５】
一方、車速が所定速度未満の場合（ステップＳ５：Ｎｏ）又はアクセルペダル１１０の操作量が所定値以上（ステップＳ６：Ｎｏ）の場合、ＣＰＵ７１は、エンジンブレーキ対応制御カウンタのカウンタ値をゼロにクリアする（ステップＳ１１）。そして、ＣＰＵ７１は、エンジンブレーキ対応制御中又は第１の復帰処理中であるか否かを判定し（ステップＳ１２）、この判定の結果がＹｅｓであれば、第２の復帰処理を実行する（ステップＳ１３）。
【００６６】
この第２の復帰処理は、ステップ１０の第１の復帰処理と同様に、ＰＷＭ周期を元に戻すと共に、ＰＷＭ信号のデューティー比を前後輪の回転速差及びアクセルペダルの操作量に応じた値に除変させる処理であるが、その変化の割合が第１の復帰処理とは異なる。本実施の形態では、第２の復帰処理におけるデューティー比の変化の速度が、第１の復帰処理におけるデューティー比の変化の速度よりも速い。つまり、第２の復帰処理中には、第１の復帰処理中よりも速やかにＰＷＭ信号のデューティー比が前後輪の回転速差及びアクセルペダルの操作量に応じた値に近づく。
【００６７】
また、ＣＰＵ７１は、エンジンブレーキ対応制御中又は第１の復帰処理中でなければ（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ＰＷＭ信号のデューティー比を前後輪の回転速差及びアクセルペダルの操作量に応じた値とする（ステップＳ１４）。
【００６８】
以上のようにしてデューティー比が設定されたＰＷＭ信号は、ゲート信号としてＦＥＴ７４に入力される。これにより、デューティー比に応じた制御電流が駆動力伝達装置２の電磁コイル５３に供給される。そして、電磁コイル５３に供給される制御電流に応じてメインクラッチ３によって駆動力が伝達される。
【００６９】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、エンジンブレーキ対応制御においてＰＷＭ周期が長くなるので、ＦＥＴ７４のオン・オフ状態が切り替わる頻度が下がり、スイッチング損失が抑制される。これにより、ＦＥＴ７４の発熱が抑えられ、ＦＥＴ７４の過熱によって保護制御（ステップＳ２）が実行されることを回避しやすくなる。
【００７０】
（付記）
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００７１】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、四輪駆動車１や駆動力伝達装置２の構成は、図１や図２に例示したものに限らず、様々な構成のものを用いることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１…四輪駆動車                            ２…駆動力伝達装置
７…制御装置                              １１…エンジン（駆動源）
７０…ＰＷＭ信号生成部                    ７３…スイッチング電源部
１８１，１８２…左右前輪（主駆動輪）      １９１，１９２…左右後輪（補助駆動輪）
【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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