(57)【要約】【課題】伝達される駆動力の制御誤差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】エンジン１１の駆動力が常時伝達される左右前輪１８１，１８２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２を介してエンジン１１の駆動力が伝達される左右後輪１９１，１９２とを備えた四輪駆動車１に搭載され、駆動力伝達装置２を制御する制御装置７は、直流電圧をスイッチングして駆動力伝達装置２に供給する電流を生成するＦＥＴ７５と、クロック信号を出力するクロック信号生成回路７３と、クロック信号を受けて実行する演算処理によってＦＥＴ７５のオンオフ状態をＰＷＭ周期ごとに決定するＣＰＵ７１とを有し、ＣＰＵ７１は、四輪駆動車１が旋回状態でなくかつ車速が一定の定常走行状態であるときにＰＷＭ周期を長くする。【選択図】図３
2018144654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の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、
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素子と、クロック信号を出力するクロック信号生成回路と、前記クロック信号を受けて実行する演算処理によって前記スイッチング素子のオンオフ状態をＰＷＭ周期ごとに決定する演算素子とを有し、
前記演算素子は、前記四輪駆動車が旋回状態でなくかつ車速が一定の定常走行状態であるときに前記ＰＷＭ周期を長くする、
駆動力伝達装置の制御装置。
【請求項２】
前記演算素子は、車速が所定値以上でかつ所定時間以上にわたって車速の変化幅が閾値未満であり、かつ旋回状態でない場合に前記四輪駆動車が前記定常走行状態であると判定する、
請求項１に記載の駆動力伝達装置の制御装置。
【請求項３】
前記クロック信号生成回路は、前記演算素子の指令によって前記クロック信号の信号周期を可変であり、
前記演算素子は、前記ＰＷＭ周期を前記クロック信号の信号周期を所定倍することにより決定すると共に、前記四輪駆動車が前記定常走行状態であるとき、前記クロック信号生成回路に前記クロック信号の信号周期を長くする指令を出力する、
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】
前記演算素子は、前記スイッチング素子の温度を検出可能な温度センサの検出値が所定値以上でかつ前記四輪駆動車が前記定常走行状態であるとき、前記クロック信号生成回路に前記クロック信号の信号周期を長くする指令を出力する、
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、エンジン等の車両の駆動源の駆動力が常に伝達される主駆動輪と、伝達される駆動力を調節可能な駆動力伝達装置を介して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がある。駆動力伝達装置は、制御装置から供給される電流によって発生する磁力によって作動する電磁クラッチ機構を有し、この電流に応じた大きさの駆動力を補助駆動輪側に伝達する。
【０００３】
特許文献１に記載の駆動力配分制御装置は、スイッチング素子としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と、ＦＥＴをＰＷＭ制御するマイコンとを有し、ＦＥＴのオン時間の割合（デューティー比）を変更することによって駆動力伝達装置に供給する電流を調節する。
【０００４】
また、特許文献２に記載の駆動力配分制御装置は、スロットルバルブの開度に基づいて四輪駆動車の走行状態が定常走行状態であるか否かを判定する定常走行判定手段を有し、定常走行状態であると判定した場合には、補助駆動輪側に伝達される駆動力の割合を低減した二輪駆動傾向の駆動力配分を行う。また、定常走行状態でないと判定した場合には、スロットルバルブの開度や前後輪の回転速差等に応じて、走行状態を安定化させるために必要な駆動力を補助駆動輪に配分する四輪駆動傾向の駆動力配分を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１２６２４１号公報
【特許文献２】特開２００３−１３６９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＰＷＭ制御に用いられるスイッチング素子は、動作温度によって特性が変化することが知られている。例えばＦＥＴの場合には、ゲート・ソース電圧（ＶＧＳ）に対するドレイン電流（ＩＤ）が温度によって増減してしまう。このような温度によるスイッチング素子の特性の変化量が大きくなると、補助駆動輪に伝達される駆動力の制御誤差が大きくなり、走行状態に応じた最適な駆動力配分が行えなくなるおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、伝達される駆動力の制御誤差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、車両の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、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素子と、パルス状のクロック信号を出力するクロック信号生成回路と、前記クロック信号を受けて実行する演算処理によって前記スイッチング素子のオンオフ状態をＰＷＭ周期ごとに決定する演算素子とを有し、前記演算素子は、前記四輪駆動車が旋回状態でなくかつ車速が一定の定常走行状態であるときに前記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、伝達される駆動力の制御誤差を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１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】制御装置の構成例を示す概略図である。
【図４】ＦＥＴのオンオフ状態が切り替わる際の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。
【図５】制御装置のＣＰＵが実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態に係る制御装置のＣＰＵが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】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図５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、本発明の第１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。左右前輪１８１，１８２は、運転者によるステアリングホイール１１１の操舵操作によって転舵される転舵輪である。右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２には、車輪速センサ６１〜６４がそれぞれ対応して設けられている。
【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。制御装置７は、車輪速センサ６１〜６４によって検出された左右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２の回転速度の情報を取得可能である。
【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からリヤディファレンシャル１５に伝達する。左右後輪１９１，１９２には、駆動力伝達装置２を介してエンジン１１の駆動力が伝達される。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）
図３は、制御装置７の構成例を示す概略図である。制御装置７は、演算素子としてのＣＰＵ７１と、ＲＯＭやＲＡＭ等の半導体記憶素子からなる記憶部７２と、パルス状のクロック信号をＣＰＵ７１に出力するクロック信号生成回路７３と、制御電流を生成するスイッチング電源部７４とを有している。
【００３９】
記憶部７２には、ＣＰＵ７１が実行すべき演算処理の手順を示すプログラムが記憶されている。ＣＰＵ７１は、クロック信号生成回路７３から出力されるクロック信号を受け、プログラムに従って演算処理を実行する。ＣＰＵ７１が実行する演算処理の処理速度は、クロック信号の周波数に比例し、クロック信号の周波数が高いほど処理速度が速くなると共にＣＰＵ７１で消費される消費電力が増大する。
【００４０】
ＣＰＵ７１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、アクセルペダル１１０の操作量を検出するアクセルペダルセンサ６５、及びステアリングホイール１１１の回転角（操舵角）を検出する操舵角センサ６６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、例えばアクセルペダル１１０の踏み込み量が大きいほど、また左右前輪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、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。また、ＣＰＵ７１は、四輪駆動車１が旋回状態でなくかつ車速が一定の定常走行状態であるときには、定常走行状態でない場合よりも小さくかつ一定の駆動力が左右後輪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】
ＣＰＵ７１は、各センサ６１〜６６の検出結果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７４にＰＷＭ信号を供給する。
【００４２】
スイッチング電源部７４は、スイッチング素子であるＦＥＴ７５と、還流ダイオード７６と、ＦＥＴ７５の温度を検出する温度センサ７７と、制御電流を検出するためのシャント抵抗７８と、シャント抵抗７８の両端の電位差を増幅する増幅器としてのオペアンプ７９とを有している。これらの各電子部品は、共通のプリント基板に実装されている。ＦＥＴ７５は、具体的にはＭＯＳＦＥＴであり、そのオン状態又はオフ状態がＣＰＵ７１の演算処理によって生成されるＰＷＭ信号によって定まる。
【００４３】
ＰＷＭ信号は、ＦＥＴ７５のゲートに入力される矩形波状の信号であり、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、ＦＥＴ７５がオン状態となり、ドレインからソースに電流（ドレイン電流）が流れる。また、ＦＥＴ７５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７４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７４は、バッテリーＢから供給される直流電圧をスイッチングして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。ＦＥＴ７５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７６に電流が流れる。還流ダイオード７６は、アノードが端子７ｃ及びＦＥＴ７５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７８の一端に接続されている。シャント抵抗７８の他端は端子７ｂに接続されている。
【００４５】
ＣＰＵ７１は、オペアンプ７９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ようにフィードバック制御を行う。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、ＦＥＴ７５がオン状態となる電圧である時間の割合をいう。
【００４６】
ＣＰＵ７１は、ＰＷＭ周期ごとにＦＥＴ７５のオンオフ状態を決定し、その結果に応じてＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ周期はＣＰＵ７１の処理によって可変であり、本実施の形態では、ＣＰＵ７１に入力されるクロック信号の信号周期を所定の整数倍した周期がＰＷＭ周期となる。四輪駆動車１が定常走行状態でない場合、ＣＰＵ７１に入力されるクロック信号の周波数は例えば３２ＭＨｚ（クロック信号の信号周期は３１．２５ｎｓ）であり、ＰＷＭ周期は例えば５ｍｓである。
【００４７】
ＣＰＵ７１は、入力されるクロック信号を分周して例えば５ｍｓのタイマ割り込みを発生させ、このタイマ割り込みによって時間が規定される制御周期毎に一連の演算処理を実行してＦＥＴ７５のオンオフ状態を決定する。この場合、ＰＷＭ周期は制御周期と等しくなる。すなわち、ＣＰＵ７１は、クロック信号の信号周期を所定倍（上記の例では１６万倍）することによりＰＷＭ周期を決定する。
【００４８】
ところで、一般に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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
本実施の形態では、ＣＰＵ７１が温度センサ７７の出力信号によってＦＥＴ７５の温度を検出可能である。温度センサ７７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７７は、例えばＦＥＴ７５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７７をＦＥＴ７５や放熱フィンの近傍に配置してもよい。なお、温度センサ７７は、必ずしも必須ではなく、制御装置７に温度センサ７７を設けなくともよい。
【００５２】
クロック信号生成回路７３は、水晶振動子７３０を有する発振回路７３１と、発振回路７３１から出力される発振信号を分周した分周信号を含む複数の出力信号を出力するカウンタ回路７３２と、カウンタ回路７３２から出力される複数の出力信号のうち１つを選択してＣＰＵ７１の動作のためのクロック信号として出力するセレクタ回路７３３とを有している。
【００５３】
本実施の形態では、カウンタ回路７３２が、発振回路７３１の発振信号を分周しない第１の出力信号、発振信号を２分周した第２の出力信号、及び発振信号を４分周した第３の出力信号を出力する場合について説明する。この場合、カウンタ回路７３２は、水晶振動子７３０の発振周波数に対応する周波数の第１の出力信号と、発振回路７３１の発振信号を複数の異なる分周数で分周した複数の分周信号（第２及び第２の出力信号）を出力する。
【００５４】
ＣＰＵ７１は、カウンタ回路７３２の第１乃至第３の出力信号のうち何れの出力信号を出力させるかを切り替える選択信号をセレクタ回路７３３に出力する。セレクタ回路７３３は、この選択信号による指令に応じて第１乃至第３の出力信号のうち何れかの出力信号をクロック信号としてＣＰＵ７１に出力する。すなわち、クロック信号生成回路７３は、ＣＰＵ７１の指令によってクロック信号の信号周期を可変である。なお、エンジン１１の始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオン状態となった直後の制御装置７の起動時には、セレクタ回路７３３から第１の出力信号が出力されるように初期設定がなされ、この第１の出力信号をクロック信号としてＣＰＵ７１が動作を開始する。
【００５５】
図５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、回転速センサ６１〜６４、アクセルペダルセンサ６５、及び操舵角センサ６６の検出値を読み込み、四輪駆動車１の走行状態を検出する（ステップＳ１）。そして、検出した走行状態に応じて左右後輪１９１，１９２に伝達すべき指令トルクを演算する（ステップＳ２）。指令トルクは、例えばアクセルペダル１１０の踏み込み量が大きいほど、また前後輪の差回転（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、大きな値に設定される。
【００５７】
次にＣＰＵ７１は、ステップＳ１で取得した各センサ６１〜６６の検出値に基づいて、四輪駆動車１が定常走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ＣＰＵ７１は、このステップＳ３の処理において、四輪駆動車１が旋回状態でなくかつ車速が一定の場合に定常走行状態であると判定する。より詳細には、車速が所定値以上でかつ所定時間以上にわたって車速の変化幅が閾値未満であり、かつ旋回状態でない場合に定常走行状態であると判定する。ここで、車速の所定値は例えば１５ｋｍ/ｈであり、所定時間は例えば５秒であり、車速の変化幅の閾値は例えば車速の±５％である。また、旋回状態であるか否かは、操舵角の絶対値が例えば２０ｄｅｇ以下であるか否かによって判定する。
【００５８】
なお、アクセルペダル１１０の操作量が所定値よりも小さいことや、左右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２のそれぞれの車輪速の変化幅が閾値以下であることを定常走行状態と判定するための条件として加えてもよい。
【００５９】
この定常走行状態では、四輪駆動車１が直進状態であるために前後輪の差回転が小さく、またアクセルペダル１１０の踏み込み量も小さいので、指令トルクがゼロよりも大きな一定の低い値に設定される。また、定常走行状態である場合にも駆動力伝達装置２に制御電流を供給して左右後輪１９１，１９２に一定の駆動力を配分することで、例えばアクセルペダル１１０が踏み込まれたり左右前輪１８１，１８２にスリップが発生した際には、速やかに左右後輪１９１，１９２への駆動力配分割合を高め、走行安定性を確保することが可能となる。
【００６０】
ステップＳ３において、四輪駆動車１が定常走行状態であると判定された場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ７１は、クロック信号生成回路７３への指令によってＰＷＭ周期を長くする（ステップＳ４）。具体的には、セレクタ回路７３３がカウンタ回路７３２からの第２又は第３の出力信号をクロック信号として出力するように選択信号を出力する。つまり、ＣＰＵ７１は、四輪駆動車１が定常走行状態であるとき、クロック信号生成回路７３にクロック信号の信号周期を長くする指令を出力する。
【００６１】
四輪駆動車１が定常走行状態である場合に発振回路７３１の発振信号を何分周したものをＣＰＵ７１のクロック信号として用いるかは、特に限定されるものではないが、第２の出力信号を選択した場合には発振回路７３１の発振信号を２分周した信号がクロック信号となり、第３の出力信号を選択した場合には発振回路７３１の発振信号を４分周した信号がクロック信号となる。クロック信号として第２の出力信号を用いるか第３の出力信号を用いるかは、例えば定常走行状態の継続時間に応じて切り替えることができる。この場合、定常走行状態の継続時間が所定値未満である場合には第２の出力信号がクロック信号として用いられ、定常走行状態が所定時間以上継続した以降は第３の出力信号がクロック信号として用いられる。
【００６２】
一方、ステップＳ３において、四輪駆動車１が定常走行状態でないと判定された場合（Ｓ３：Ｎｏ）、ＣＰＵ７１は、ＰＷＭ周期を初期値とする（ステップＳ５）。すなわち、定常走行状態よりもＰＷＭ周期を短くする。具体的には、セレクタ回路７３３がカウンタ回路７３２からの第１の出力信号をクロック信号として出力するように選択信号を出力する。
【００６３】
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ２において算出した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し、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ＦＥＴ７５をオン状態にするかオフ状態にするかを決定し、スイッチング電源部７４にＰＷＭ信号を出力する（ステップＳ６）。
【００６４】
以上により、１回の制御周期におけるＣＰＵ７１の処理が完了する。また、ＣＰＵ７１は、ステップＳ１〜Ｓ６までの処理を制御周期ごとに繰り返して実行する。
【００６５】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、四輪駆動車１が定常走行状態であるとき、ＰＷＭ周期が長くなるのでＦＥＴ７５のオン状態とオフ状態とが切り替わる頻度が下がり、ＦＥＴ７５の発熱を抑えることができる。このため、ＦＥＴ７５のドレイン電流が素子自体の温度上昇によって変動してしまうことを抑制することができ、左右後輪１９１，１９２に伝達される駆動力の制御誤差を小さくすることが可能となる。また、ＦＥＴ７５が発する熱がＣＰＵ７１等の周辺の電子部品に与えてしまう影響も抑制することができる。なお、ＰＷＭ周期を長くすることにより、ＰＷＭ信号のデューティー比が一定であっても駆動力伝達装置２の電磁コイル５３に供給される制御電流の脈動幅が大きくなるが、定常走行状態において電磁コイル５３に供給される制御電流の脈動幅が大きくなっても、四輪駆動車１の走行安定性が損なわれる程の影響が出ることはない。
【００６６】
また、ステップＳ３の判定において、車速が所定値以上でかつ所定時間以上にわたって車速の変化幅が閾値未満であり、かつ旋回状態でない場合に四輪駆動車１が定常走行状態であると判定することとすれば、定常走行状態の判定の正確性がより高まり、制御電流を高精度に調節する必要がないときに限ってＰＷＭ周期を長くすることができる。
【００６７】
また、本実施の形態によれば、四輪駆動車１が定常走行状態であるとき、ＣＰＵ７１のクロック信号の周期を長くするので、ＰＷＭ周期が長くなることによってＦＥＴ７５の発熱が抑制される効果に加え、ＣＰＵ７１での発熱も抑制される。このため、例えばＣＰＵ７１で発生した熱の伝導によってＦＥＴ７５の温度が上昇してしまうことが抑制される。
【００６８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に係る駆動力伝達装置の制御装置は、ＣＰＵ７１が実行する処理が第１の実施の形態と一部において異なるので、この違いの部分について説明する。
【００６９】
図６は、本実施の形態においてＣＰＵ７１が制御周期毎に実行する処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示す各ステップのうち、第１の実施の形態において図５を参照して説明したものと共通するステップについては、第１の実施の形態のものと同一のステップ番号を付して重複した説明を省略する。
【００７０】
第１の実施の形態では、ステップＳ３において四輪駆動車１が定常走行状態であると判定された場合、常にステップＳ４の処理を実行してＰＷＭ周期を長くする場合について説明したが、本実施の形態では、温度センサ７７の検出値が所定値以上でかつ四輪駆動車１が定常走行状態であるとき、クロック信号生成回路７３にクロック信号の信号周期を長くする指令を出力してＰＷＭ周期を長くする。
【００７１】
具体的には、ステップＳ３で四輪駆動車１が定常走行状態であると判定されたとき（Ｓ３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ７１は、温度センサ７７の検出値が所定値以上か否かを判定する（Ｓ３１）。この所定値は、例えばＦＥＴ７５の温度上昇によるドレイン電流の変動が大きくなり始める温度であり、例えば５０〜１００℃である。そして、この判定の結果、温度センサ７７の検出値が所定値以上であればＰＷＭ周期を長くし（ステップＳ４）、温度センサ７７の検出値が所定値未満であればＰＷＭ周期を初期値とする（ステップＳ５）。
【００７２】
この処理により、ＦＥＴ７５の温度が所定値よりも小さいときには、四輪駆動車１が定常走行状態であってもＰＷＭ周期が初期値のままとなり、駆動力伝達装置２の電磁コイル５３に供給される制御電流の脈動幅を小さく抑えることが可能となる。また、ＦＥＴ７５の温度が所定値以上となると、ＰＷＭ周期が長くなり、さらなるＦＥＴ７５の温度上昇が抑制される。
【００７３】
（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。
【００７４】
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、スイッチング素子としては、ＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のパワートランジスタを用いてもよい。また、上記実施の形態では、ＣＰＵ７１のクロック信号を分周によって変えることによってＰＷＭ周期を変える場合について説明したが、これに限らず、定常走行状態でない場合に水晶振動子の発振信号を逓倍してＣＰＵ７１に供給し、定常走行状態である場合には逓倍しない発振信号をＣＰＵ７１に供給するようにしてもよい。また、タイマ割り込みの割り込み周期をソフトウェア的に変更して制御周期を変えることによりＰＷＭ周期を変更してもよい。またさらに、ステップＳ３の判定条件における車速が一定の場合として、四輪駆動車１が停止状態で車速がゼロである場合も含めてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…四輪駆動車（車両）
１１…エンジン（駆動源）
１８１，１８２…左右前輪（主駆動輪）
１９１，１９２…左右後輪（補助駆動輪）
２…駆動力伝達装置
７…制御装置
７１…ＣＰＵ（演算素子）
７３…クロック信号生成回路
７５…ＦＥＴ（スイッチング素子）
【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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