(57)【要約】【課題】車両旋回中に２輪駆動から４輪駆動に切り替える場合であっても、ショックを抑制できる車両用４輪駆動装置の制御装置を提供する。【解決手段】車両旋回中に２輪駆動から４輪駆動に切り替える場合、Ｒｒドグクラッチ４０が、シンクロ機構１１６によって回転同期される。また、旋回外輪側となる後輪１４に動力を伝達する制御カップリング２２のカップリングトルクＴcoupleを制御することで、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期される。これより、Ｆｒドグクラッチ２８についても回転同期されることから、Ｆｒドグクラッチ２８の係合時のショックを抑制できる。【選択図】図１０
2018079777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源から出力された駆動力の一部を左右の副駆動輪に分配するトランスファと、前記トランスファから分配された動力を前記左右の副駆動輪が連結されたデファレンシャル機構に伝達するプロペラシャフトと、前記トランスファに設けられ、前記駆動源と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達を選択的に断接する第１噛合クラッチと、前記プロペラシャフトと前記デファレンシャル機構との間の動力伝達を選択的に断接する第２噛合クラッチと、を備え、前記デファレンシャル機構は、前記左右の副駆動輪に伝達する伝達トルクを調整する一対の制御カップリングを有し、前記第１噛合クラッチまたは前記第２噛合クラッチは、シンクロ機構を有する車両用４輪駆動装置の、制御装置であって、
前記第１噛合クラッチおよび第２噛合クラッチの係合が遮断された２輪駆動状態から該第１噛合クラッチおよび該第２噛合クラッチを係合して４輪駆動状態に切り替える際、車両旋回中である場合には、前記第１噛合クラッチおよび前記第２噛合クラッチのうち前記シンクロ機構を有する一方の噛合クラッチを該シンクロ機構によって回転同期させ、他方の噛合クラッチを前記一対の制御カップリングのうち旋回外輪側となる前記副駆動輪に動力を伝達する一方の制御カップリングのカップリングトルクを制御して回転同期させる制御部を備える
ことを特徴とする車両用４輪駆動装置の制御装置。
【請求項２】
前記シンクロ機構は、前記第２噛合クラッチを回転同期するものであり、
前記制御部は、前記第２噛合クラッチを係合すると、前記一方の制御カップリングのカップリングトルクを制御して、前記第１噛合クラッチを回転同期させる
ことを特徴とする請求項１の車両用４輪駆動装置の制御装置。
【請求項３】
前記シンクロ機構は、前記第１噛合クラッチを回転同期するものであり、
前記制御部は、前記第１噛合クラッチを係合すると、前記一方の制御カップリングのカップリングトルクを制御して、前記第２噛合クラッチを回転同期させる
ことを特徴とする請求項１の車両用４輪駆動装置の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記他方の噛合クラッチが回転同期すると、該他方の噛合クラッチを係合することを特徴とする請求項１から３の何れか１の車両用４輪駆動装置の制御装置。
【請求項５】
前記カップリングトルクは、前記一方の制御カップリングによって回転速度が引き上げられる回転体の慣性モーメントと、前記他方の噛合クラッチが回転同期した状態となる該回転体の目標回転速度および前記制御カップリングの予め設定されている目標係合時間から算出される角加速度とを、乗算することで算出されることを特徴とする請求項１から４の何れか１の車両用４輪駆動装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用４輪駆動装置の制御装置に係り、特に、２輪駆動から４輪駆動への切替制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動源から出力された駆動力の一部を左右の副駆動輪に分配するトランスファと、前記トランスファから分配された動力を前記左右の副駆動輪が連結されたデファレンシャル機構に伝達するプロペラシャフトと、前記トランスファに設けられ、前記駆動源と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達を選択的に断接する第１噛合クラッチと、前記プロペラシャフトと前記デファレンシャル機構との間の動力伝達を選択的に断接する第２噛合クラッチと、を備え、前記デファレンシャル機構は、前記左右の副駆動輪に伝達する伝達トルクを調整する一対の制御カップリングを有し、前記第２噛合クラッチは、シンクロ機構を有する車両用４輪駆動装置が提案されている。特許文献１の図１０に記載の４輪駆動装置がそれである。特許文献１に記載の車両用４輪駆動装置にあっては、２輪駆動中に第１噛合クラッチおよび第２噛合クラッチの係合を遮断することで、プロペラシャフト等の引き摺りをなくして燃費を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−７４３７０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、特許文献１をはじめとする第１噛合クラッチおよび第２噛合クラッチを備えた車両用４輪駆動装置において、第１噛合クラッチおよび第２噛合クラッチの係合が解除された２輪駆動状態から、第１噛合クラッチおよび第２噛合クラッチを係合して４輪駆動状態に切り替える際に、シンクロ機構によって回転同期されない噛合クラッチにおいて差回転が生じると、その噛合クラッチを係合する際にショックが発生する。例えば、車両旋回中は、各車輪の軌跡が異なることから、各車輪に回転速度差が生じるため、シンクロ機構が設けられていない噛合クラッチにおいて差回転が生じ、係合の際にショックが発生する。
【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、第１噛合クラッチおよび第２噛合クラッチを備えた車両用４輪駆動装置において、車両旋回中に２輪駆動から４輪駆動に切り替える場合であっても、ショックを抑制できる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】
第１発明の要旨とするところは、(a)駆動源から出力された駆動力の一部を左右の副駆動輪に分配するトランスファと、前記トランスファから分配された動力を前記左右の副駆動輪が連結されたデファレンシャル機構に伝達するプロペラシャフトと、前記トランスファに設けられ、前記駆動源と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達を選択的に断接する第１噛合クラッチと、前記プロペラシャフトと前記デファレンシャル機構との間の動力伝達を選択的に断接する第２噛合クラッチと、を備え、前記デファレンシャル機構は、前記左右の副駆動輪に伝達する伝達トルクを調整する一対の制御カップリングを有し、前記第１噛合クラッチまたは前記第２噛合クラッチは、シンクロ機構を有する車両用４輪駆動装置の、制御装置であって、(b)前記第１噛合クラッチおよび第２噛合クラッチの係合が遮断された２輪駆動状態からその第１噛合クラッチおよびその第２噛合クラッチを係合して４輪駆動状態に切り替える際、車両旋回中である場合には、前記第１噛合クラッチおよび前記第２噛合クラッチのうち前記シンクロ機構を有する一方の噛合クラッチをそのシンクロ機構によって回転同期させ、他方の噛合クラッチを前記一対の制御カップリングのうち旋回外輪側となる前記副駆動輪に動力を伝達する一方の制御カップリングのカップリングトルクを制御して回転同期させる制御部を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２発明の要旨とするところは、第１発明の車両用４輪駆動装置の制御装置において、(a)前記シンクロ機構は、前記第２噛合クラッチを回転同期するものであり、(b)前記制御部は、前記第２噛合クラッチを係合すると、前記一方の制御カップリングのカップリングトルクを制御して、前記第１噛合クラッチを回転同期させることを特徴とする。
【０００８】
また、第３発明の要旨とするところは、第１発明の車両用４輪駆動装置の制御装置において、(a)前記シンクロ機構は、前記第１噛合クラッチを回転同期するものであり、(b)前記制御部は、前記第１噛合クラッチを係合すると、前記一方の制御カップリングのカップリングトルクを制御して、前記第２噛合クラッチを回転同期させることを特徴とする。
【０００９】
また、第４発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明の何れか１の車両用４輪駆動装置の制御装置において、前記制御部は、前記他方の噛合クラッチが回転同期すると、該他方の噛合クラッチを係合することを特徴とする。
【００１０】
また、第５発明の要旨とするところは、第１発明から第４発明の何れか１の車両用４輪駆動装置の制御装置において、前記カップリングトルクは、前記一方の制御カップリングによって回転速度が引き上げられる回転体の慣性モーメントと、前記他方の噛合クラッチが回転同期した状態となる該回転体の目標回転速度および前記制御カップリングの予め設定されている目標係合時間から算出される角加速度とを、乗算することで算出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明の車両用４輪駆動装置の制御装置によれば、車両旋回中に２輪駆動から４輪駆動に切り替える場合、一方の噛合クラッチがシンクロ機構によって回転同期される。また、旋回外輪側となる副駆動輪に動力を伝達する一方の制御カップリングのカップリングトルクを制御することで、他方の噛合クラッチが回転同期される。旋回外輪側の副駆動輪の回転速度は、旋回内輪側の副駆動輪の回転速度よりも高いため、その制御カップリングによって回転速度が引き上げられる回転体の回転速度を、他方の噛合クラッチが回転同期する回転速度まで引き上げることができる。これより、シンクロ機構によって回転同期されない他方の噛合クラッチについても回転同期されることから、他方の噛合クラッチの係合時のショックを抑制でき、車両旋回中に２輪駆動から４輪駆動に切り替える場合であっても、ショックを抑制できる。
【００１２】
また、第２発明の車両用４輪駆動装置の制御装置によれば、車両旋回中に２輪駆動から４輪駆動に切り替える際に、まずシンクロ機構によって回転同期される第２噛合クラッチが係合させられる。次いで、一方の制御カップリングのカップリングトルクが制御されることで第１噛合クラッチが回転同期させられるため、第１噛合クラッチを係合する際に発生するショックを抑制できる。
【００１３】
また、第３発明の車両用４輪駆動装置の制御装置によれば、車両旋回中に２輪駆動から４輪駆動に切り替える際に、まずシンクロ機構によって回転同期される第１噛合クラッチが係合させられる。次いで、一方の制御カップリングのカップリングトルクが制御されることで第２噛合クラッチが回転同期させられるため、第２噛合クラッチを係合する際に発生するショックを抑制できる。
【００１４】
また、第４発明の車両用４輪駆動装置の制御装置によれば、他方の噛合クラッチが回転同期すると、他方の噛合クラッチが係合されるため、他方の噛合クラッチの係合の際に発生するショックを抑制できる。
【００１５】
また、第５発明の車両用４輪駆動装置の制御装置によれば、一方の制御カップリングによって回転速度が引き上げられる回転部材の慣性モーメントと、回転体の目標回転速度および目標の係合時間から算出される角加速度とを、乗算することで、他方の噛合クラッチが目標係合時間経過後に回転同期されるカップリングトルクを算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例である車両用４輪駆動装置の構成を概略的に示す骨子図である。
【図２】図１のトランスファの断面図である。
【図３】図２の第１ホルダによるピストンの掛け止めの作動原理を説明する模式図である。
【図４】図１のリヤデフに備えられるＲｒドグクラッチ周辺の構造を示す断面図である。
【図５】図４のＲｒドグクラッチが遮断状態から係合状態に切り替わるまでの過渡状態を段階的に示す図である。
【図６】Ｒｒドグクラッチが遮断状態から係合状態に切り替わる過渡期の行程を示すフローチャートである。
【図７】２輪駆動と４輪駆動との間の切替制御を実行する電子制御装置の制御機能を説明する機能ブロック線図である。
【図８】右旋回中の４輪駆動装置の各車輪の軌跡、および各車輪の回転速度を示す図である。
【図９】右旋回中における、左制御カップリングのカップリングトルクの制御によるプロペラシャフトの回転速度の変化を示す図である。
【図１０】図７の電子制御装置の制御作動の要部、具体的には、２輪駆動で走行中に４輪駆動に切り替えるときの制御作動を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の他の実施例に対応する４輪駆動装置の骨子図である。
【図１２】図１１の４輪駆動装置を制御する電子制御装置の制御作動の要部、すなわち２輪駆動で走行中に４輪駆動に切り替えるときの制御作動を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明のさらに他の実施例に対応する４輪駆動装置の骨子図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を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、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の一実施例である車両用４輪駆動装置８（以下、４輪駆動装置８）の構成を概略的に示す骨子図である。４輪駆動装置８は、エンジン１０を駆動源とし、エンジン１０の駆動力を主駆動輪としての前輪１２Ｌ、１２Ｒ（特に区別しない場合には前輪１２）、および副駆動輪としての後輪１４Ｌ、１４Ｒ（特に区別しない場合には後輪１４）に伝達するＦＦ車両ベースの４輪駆動装置である。４輪駆動装置８は、エンジン１０と、トルクコンバータ１５と、自動変速機１６と、フロントデファレンシャル機構１７（以下、フロントデフ１７）と、トランスファ１８と、プロペラシャフト２０と、左右一対の制御カップリング２２Ｌ、２２Ｒ（以下、特に区別しない場合には制御カップリング２２）を含んで構成されるリヤデファレンシャル機構２４（以下、リヤデフ２４）とを、含んで構成されている。エンジン１０から出力された駆動力は、トルクコンバータ１５、自動変速機１６、フロントデフ１７、左右一対の前輪車軸２６Ｌ、２６Ｒを介して左右一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達される。また、エンジン１０から出力された駆動力の一部は、トルクコンバータ１５、自動変速機１６、トランスファ１８、プロペラシャフト２０、リヤデフ２４を介して左右一対の後輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達される。なお、後輪１４が、本発明の副駆動輪に対応し、リヤデフ２４５が、本発明のデファレンシャル機構に対応している。
【００１９】
自動変速機１６は、エンジンとフロントデフ１７との間の動力伝達経路上に設けられ、例えば複数個の遊星歯車装置および複数個の摩擦係合装置（クラッチ、ブレーキ）を備えて構成されるよく知られた有段式の変速機である。なお、自動変速機１６は公知の技術であるため、詳細な構造および作動についての説明は省略する。
【００２０】
フロントデフ１７は、よく知られた傘歯車式の差動機構から構成され、左右前輪１２に連結された前輪車軸２６Ｌ、２６Ｒ（特に区別しない場合には前輪車軸２６）に適宜差回転を与えつつ動力を伝達する。なお、フロントデフ１７は、公知の技術であるため、詳細な構造および作動についての説明は省略する。
【００２１】
フロントデフ１７と前輪車軸２６の軸線ＣＬ１方向で並ぶ位置にトランスファ１８が設けられている。トランスファ１８は、エンジン１０から出力される駆動力を前輪１２および後輪１４に分配する（すなわち、駆動力の一部を後輪１４に分配する）ものであり、Ｆｒドグクラッチ２８と、そのＦｒドグクラッチ２８を作動させるためのＦｒドグ作動用クラッチ３０とを、含んで構成されている。Ｆｒドグクラッチ２８は、トランスファ１８とプロペラシャフト２０との間の動力伝達経路を選択的に断接するものである。トランスファ１８の構造については後述するものとする。なお、Ｆｒドグクラッチ２８が、本発明の第１噛合クラッチに対応している。
【００２２】
プロペラシャフト２０は、トランスファ１８とリヤデフ２４との間に介挿され、トランスファ１８の出力回転部材として機能するＦｒリングギヤ３２から伝達される動力をリヤデフ２４に伝達する。プロペラシャフト２０には、トランスファ１８のＦｒリングギヤ３２と噛み合うドリブンピニオンギヤ３４、およびリヤデフ２４の後述するＲｒリングギヤ３６と噛み合うドライブピニオンギヤ３８が設けられている。
【００２３】
リヤデフ２４は、Ｒｒドグクラッチ４０と、そのＲｒドグクラッチ４０を作動させるためのＲｒドグ作動用クラッチ４２と、後輪車軸４４と後輪１４Ｌとの間に設けられている左制御カップリング２２Ｌと、後輪車軸４４と後輪１４Ｒとの間に設けられている右制御カップリング２２Ｒとを、備えて構成されている。Ｒｒドグクラッチ４０は、プロペラシャフト２０とリヤデフ２４との間の動力伝達経路を選択的に断接するものである。また、４輪駆動中において、左右一対の制御カップリング２２Ｌ、２２ＲのカップリングトルクＴcoupleが制御されることで、トランスファ１８およびプロペラシャフト２０等を介してリヤデフ２４に伝達された動力が、左右の後輪１４から適宜分配されて出力される。Ｒｒドグクラッチ４０およびＲｒドグ作動用クラッチ４２の構造については後述するものとする。なお、左制御カップリング２２Ｌおよび右制御カップリング２２Ｒが、本発明の左右の副駆動輪に伝達する伝達トルクを調整する一対の制御カップリングに対応し、Ｒｒドグクラッチ４０が、本発明の第２噛合クラッチに対応している。
【００２４】
左制御カップリング２２Ｌは、後輪車軸４４と後輪１４Ｌとの間に設けられ、後輪車軸４４と後輪１４Ｌとの間の伝達トルクを調整する。左制御カップリング２２Ｌは、湿式多板クラッチで構成される電子制御カップリングであり、左制御カップリング２２Ｌのカップリングトルク（トルク容量）を調整することにより、後輪１４Ｌに伝達される伝達トルクが調整される。また、右制御カップリング２２Ｒは、後輪車軸４４と後輪１４Ｒとの間に設けられ、後輪車軸４４と後輪１４Ｒとの間の伝達トルクを調整する。右制御カップリング２２Ｒは、湿式多板クラッチで構成される電子制御カップリングであり、右制御カップリング２２Ｒのカップリングトルク（トルク容量）を調整することにより、後輪１４Ｒに伝達される伝達トルクが調整される。このように、左右の制御カップリング２２Ｌ、２２Ｒ（以下、これらを区別しない場合には制御カップリング２２と記載）のカップリングトルクＴcoupleを調整することで、左右後輪１４のトルク配分が調整される。なお、制御カップリング２２は公知の技術であるため、詳細な構造や作動についての説明は省略する。
【００２５】
図２は、トランスファ１８の断面図である。トランスファ１８は、フロントデフ１７とプロペラシャフト２０との間の動力伝達経路上に設けられており、エンジン１２から出力される駆動力の一部をプロペラシャフト２０およびリヤデフ２４等を介して後輪１４に伝達する。
【００２６】
トランスファ１８は、前輪車軸２６Ｒの外周側に配置されている。トランスファ１８は、フロントデフ１７のデフケース１７ａにスプライン嵌合されて、前輪車軸２６の軸線ＣＬ１回りに回転可能な円筒状の第１回転部材４６と、ドリブンピニオンギヤ３４と噛み合うＦｒリングギヤ３２が固設され、第１回転部材４６と同じく軸線ＣＬ１回りに回転可能な円筒状の第２回転部材５０と、第１回転部材４６と第２回転部材５０との間を断接するＦｒドグクラッチ２８と、Ｆｒドグクラッチ２８の断接状態を切り替えるための推力を発生させる第１推力増幅機構５４と、第１推力増幅機構５４を介してＦｒドグクラッチ２８を作動させるためのＦｒドグ作動用クラッチ３０と、Ｆｒドグ作動用クラッチ３０のトルク容量を調整するための第１電磁ソレノイド５２とを、含んで構成されている。
【００２７】
第１回転部材４６は、前輪車軸２６Ｒの径方向外側に配置され、その前輪車軸２６と同じ軸線ＣＬ１回りに回転可能に支持されている。具体的には、第１回転部材４６の軸方向の両側が、玉軸受５６、５７によって軸線ＣＬ１回りに回転可能に支持されている。また、第１回転部材４６の軸方向においてフロントデフ１７（図２において左側）の端部が、デフケース１７ａにスプライン嵌合されることにより、第１回転部材４６は、デフケース１７ａとともに軸線ＣＬ１回りに一体的に回転する。
【００２８】
第２回転部材５０は、第１回転部材４６の径方向外側に配置され、軸線ＣＬ１回りに回転可能に配置されている。具体的には、第２回転部材５０は、複列アンギュラ玉軸受５８によって片持ち状態で回転可能に支持されている。第２回転部材５０の軸線ＣＬ１方向でフロントデフ１７側の外周端部に、ドリブンピニオンギヤ３４と噛み合うＦｒリングギヤ３２が固定されている。
【００２９】
Ｆｒドグクラッチ２８は、第１回転部材４６と第２回転部材５０との間を断接可能に設けられている。Ｆｒドグクラッチ２８は、外周部に噛合歯６０ａが形成されている環状の可動スリーブ６０と、第２回転部材５０の軸方向でフロントデフ１７側の軸端に形成されている噛合歯６２とを、含んで構成されている。可動スリーブ６０の内周部は、第１回転部材４６に対して相対回転不能、且つ、軸線ＣＬ１方向への相対移動可能にスプライン嵌合されている。これより、スリーブ６０は、図２の前輪車軸２６の軸線ＣＬ１よりも下側に示す位置と、図２の前輪車軸２６の軸線ＣＬ１よりも上側に示す位置とに移動可能とされている。
【００３０】
可動スリーブ６０が、図２の前輪車軸２６の軸線ＣＬ１よりも下側に示す位置に移動させられると、可動スリーブ６０の噛合歯６０ａと噛合歯６２とが互いに噛み合うことにより、第１回転部材４６と第２回転部材５０とが接続させられる。すなわち、Ｆｒドグクラッチ２８が係合される。このとき、エンジン１０から出力される駆動力の一部が、トランスファ１８を介してプロペラシャフト２０側（後輪１４側）に伝達される４輪駆動状態となる。
【００３１】
また、可動スリーブ６０が、図２の前輪車軸２６の軸線ＣＬ１よりも上側に示す位置に移動させられると、可動スリーブ６０の噛合歯６０ａと噛合歯６２との噛合が解除されることにより、第１回転部材４６と第２回転部材５０との接続が遮断される。すなわち、Ｆｒドグクラッチ２８の係合が遮断される。このとき、エンジン１０から出力される駆動力が、プロペラシャフト２０側（後輪１４側）に伝達されることはなく、前輪１２側にのみ駆動力が伝達される２輪駆動状態となる。
【００３２】
また、軸線ＣＬ１方向で玉軸受５６と可動スリーブ６０との間には、可動スリーブ６０を軸線ＣＬ１方向で玉軸受５７側、すなわち可動スリーブ６０の噛合歯６０ａと噛合歯６２とが互いに噛み合う位置に付勢するスプリング６４が設けられている。
【００３３】
第１推力増幅機構５４は、径方向で第１回転部材４６と第２回転部材５０との間の空間内設けられている。第１推力増幅機構５４は、前輪車軸２６の軸線ＣＬ１回りに回転可能に設けられている第１カム６６と、第１カム６６と同様に軸線ＣＬ１回りに回転可能、且つ、軸線ＣＬ１方向への移動可能に設けられている第２カム６８と、軸線ＣＬ１方向で第１カム６６と第２カム６８との間に介挿されている複数個のボール７０と、第２カム６８に当接することで第２カム６８とともに軸線ＣＬ１方向に移動可能なピストン７２と、ピストン７２と第２カム６８との間に介挿され第２カム６８を軸線ＣＬ１方向で第１カム６６側に付勢するスプリング７４とを、含んで構成されている。
【００３４】
第１カム６６は、環状に形成され、内周面が第１回転部材４６の外周面に摺動可能に嵌め付けられている。第１カム６６の外周側には、Ｆｒドグ作動用クラッチ３０を構成する内側クラッチプレートがスプライン嵌合されている。第２カム６８は、環状に形成され、その内周側が第１回転部材４６の外周とスプライン嵌合されることにより、第１回転部材４６に対して相対回転不能、且つ、軸線ＣＬ１方向への相対移動可能とされている。また、第２カム６８には、軸線ＣＬ１方向で第１カム６６から遠ざかる側の端部から、軸線ＣＬ方向でピストン７２側に向かって突き出す延設部７３が形成されており、この延設部７３の軸端がピストン７２に当接している。
【００３５】
第１カム６６および第２カム６８の互いに対向する面には、それぞれ周方向に沿って円弧状に形成されたカム溝６９、７１が形成されており、それら一対のカム溝６９、７１に収容されるようにしてボール７０が介挿されている。カム溝６９、７１は、何れも周方向の中央側の溝が深く形成され、周方向の端部に向かうほど溝の深さが浅く形成されている。
【００３６】
第１カム６６と第２カム６８とが一体的に回転する状態では、スプリング７４によって第２カム６８が第１カム６６側に向かって付勢されることにより、ボール７０が、カム溝６９、７１のうち溝の深い部位と当接する位置に移動させられる。一方、第１カム６６と第２カム６８とが相対回転すると、ボール７０が第１カム６６のカム溝６９および第２カム６８のカム溝７１に沿って周方向に移動することにより、ボール７０がカム溝６９、７１の溝の浅い部位に当接するため、第１カム６６と第２カム６８とが軸線ＣＬ１方向で互いに離れる方向に押し付けられる。このとき、第２カム６８が、第１カム６６から離れる方向、すなわち軸線ＣＬ１方向でピストン７２側に移動させられる。また、第２カム６８が軸線ＣＬ１方向に移動することで、第２カム６８と当接するピストン７２についても軸線ＣＬ１方向に移動させられ、ピストン７２にスラスト軸受を介して隣接する可動スリーブ６０についても、スプリング６４の付勢力に抗って軸線ＣＬ１方向に移動させられる。このようにして、第１推力増幅機構５４によって、可動スリーブ６０が軸線ＣＬ１方向に移動させられる。
【００３７】
Ｆｒドグ作動用クラッチ３０は、第１推力増幅機構５４の作動を制御するために設けられている。Ｆｒドグ作動用クラッチ３０は、第１カム６６の外周側に設けられており、第１推力増幅機構５４を構成する第１カム６６と非回転部材であるトランスファケース７６とを係合（完全係合）またはスリップ係合させることにより、第１カム６６の回転速度を低下させ、第１カム６６と第２カム６８との間に回転速度差を付与することで、第１推力増幅機構５４の作動状態を制御する。
【００３８】
Ｆｒドグ作動用クラッチ３０は、第１カム６６の外周部にスプライン嵌合されることで、第１カム６６に対して相対回転不能、且つ、軸線ＣＬ１方向への相対移動可能な円板状の内側クラッチプレートと、その内側クラッチプレートに交互に重ねられ、外周部がトランスファケース７６に対して相対回転不能、且つ、軸線ＣＬ１方向への相対移動可能にスプライン嵌合されている円板状の外側クラッチプレートと、その外側クラッチプレートと同様に、外周部がトランスファケース７６に対して相対回転不能、且つ、軸線ＣＬ１方向への相対移動可能にスプライン嵌合されているアーマチュア７８とを、含んで構成されている。前記内側クラッチプレートおよび外側クラッチプレートによって、Ｆｒドグ作動用クラッチ３０の摩擦係合要素８０が構成される。
【００３９】
第１電磁ソレノイド５２は、軸線ＣＬ１方向から見たとき、Ｆｒドグ作動用クラッチ３０の摩擦係合要素８０およびアーマチュア７８と径方向で重なる位置に配置されている。第１電磁ソレノイド５２に電流が流れると、第１電磁ソレノイド５２周辺に磁束が生じ、アーマチュア７８が軸線ＣＬ１方向で第１電磁ソレノイド５２側に引きつけられる。このとき、アーマチュア７８が摩擦係合要素８０を押圧することで、Ｆｒドグ作動用クラッチ３０が係合またはスリップ係合させられる。結果として、第１カム６６に、第１電磁ソレノイド５２の電流に比例した回転抑制トルクが付与され、第１カム６６の回転速度が低下、あるいは第１カム６６が回転停止させられる。
【００４０】
第１カム６６の回転速度が低下、または第１カム６６が回転停止させられると、その第１カム６６と、第１回転部材４６と一体的に回転する第２カム６８との間に相対回転が生じるため、第１推力増幅機構５４が作動し、第２カム６８、ピストン７２、および可動スリーブ６０が軸線ＣＬ１方向でフロントデフ１７側に移動させられる。このように、第１電磁ソレノイド５２を流れる電流を制御して第１カム６６の回転速度を調整することで、第１推力増幅機構５４の作動状態が制御される。
【００４１】
第２カム６８の延設部７３の内周側に、Ｆｒドグクラッチ２８の断接状態を保持するための固定機構（掛け止め機構）として機能する第１ホルダ８２が設けられている。第１ホルダ８２は、環状に形成され、第１回転部材４６に対して相対回転不能、且つ、軸線ＣＬ１方向への移動不能に固定されている。また、第１ホルダ８２の外周面には、ピストン７２を掛け止めるための図３に示す係止歯８２ａ、８２ｂが形成されている。
【００４２】
図３は、第１ホルダ８２によるピストン７２の掛け止めの作動原理を説明する模式図であって、第２カム６８、ピストン７２、および第１ホルダ８２を周方向に展開した図に対応している。なお、図３にあっては、紙面上下方向が軸線ＣＬ１方向に対応し、紙面左右方向が周方向（回転方向）に対応している。なお、図３では図示されないが、ピストン７２は、スプリング６４によって軸線ＣＬ１方向において第２カム６８側に常時付勢されている。
【００４３】
図３に示すように、第１ホルダ８２の軸線ＣＬ１方向でピストン７２側（図３において紙面上側）の外周端面は、鋸歯状に形成されることで、周期的な傾斜面が形成されている。この傾斜面の回転方向で中央近傍には、軸線ＣＬ１方向に突き出す掛止突起８２ａがそれぞれ形成されている。これより、傾斜面が掛止突起８２ａを挟んで傾斜面８２ｂおよび傾斜面８２ｃに分割されている。また、掛止突起８２ａの軸線ＣＬ１方向の端部（頂部）にも、各傾斜面８２ｂ、８２ｃに平行な傾斜面が形成されている。
【００４４】
第２カム６８の軸線ＣＬ１方向でピストン７２側の外周端面についても、鋸歯状に形成されることで、周期的な傾斜面が形成されている。この傾斜面の回転方向で中央近傍には、軸線ＣＬ１方向に突き出す掛止突起６８ａがそれぞれ形成されている。これより、傾斜面が掛止突起６８ａを挟んで傾斜面６８ｂおよび傾斜面６８ｃに分割されている。また、掛止突起６８ａの軸線ＣＬ１方向の端部（頂部）にも、各傾斜面６８ｂ、６８ｃに平行な傾斜面が形成されている。
【００４５】
また、ピストン７２の軸線ＣＬ１方向で第２カム６８および第１ホルダ８２と向かい合う側の端部には、第２カム６８および第１ホルダ８２の各傾斜面と平行な傾斜面が形成されている突き出し部７２ａが周期的に形成されている。
【００４６】
図３の実線で示すＡ位置のピストン７２は、突き出し部７２ａの傾斜面が第１ホルダ８２の傾斜面８２ｂに当接した状態、すなわちピストン７２が第１ホルダ８２によってＡ位置で保持された状態を示している。この状態では、ピストン７２が軸線ＣＬ１方向で第２カム６８側に移動した状態となる。これは、図２の軸線ＣＬ１に対して下側の状態に対応しており、Ｆｒドグクラッチ２８の噛合歯６０ａと噛合歯６２とが噛み合わされた状態となる。
【００４７】
この状態から、第２カム６８が一往復させられると、ピストン７２の突き出し部７２ａに形成される傾斜面が第２カム６８の傾斜面６８ｃと当接し、ピストン７２が第２カム６８によって軸線ＣＬ１方向で可動スリーブ６０側（紙面上方側）に持ち上げられる。ここで、第２カム６８の傾斜面６８ｃが、軸線ＣＬ１方向で第１ホルダ８２の傾斜面８２ｃよりも可動スリーブ６０側に移動すると、ピストン７２の突き出し部７２ａが傾斜面６８ｃに沿って、紙面右側に移動する。また、第２カム６８が紙面下方側に戻ると、突き出し部７２ａの傾斜面が第１ホルダ８２の傾斜面８２ｃと当接し、さらにその傾斜面８２ｃに沿って移動することで、ピストン７２が一点鎖線で示すＢ位置に掛止めされる。この状態では、ピストン７２が軸線ＣＬ１方向において可動スリーブ６０側に移動し、図２の軸線ＣＬ１に対して上側の状態で保持される。
【００４８】
さらに、ピストン７２が一点鎖線で示すＢ位置に掛止めされた状態から第２カム６８が一往復させられると、突き出し部７２ａの傾斜面が第２カム６８の掛止突起６８ａに形成されている傾斜面と当接し、ピストン７２が第２カム６８によって軸線ＣＬ１方向で可動スリーブ６０側に持ち上げられる。ここで、第２カム６８の掛止突起６８ａの傾斜面が、第１ホルダ８２の掛止突起８２ａに形成されている傾斜面よりも軸線ＣＬ１方向で可動スリーブ６０側に移動すると、ピストン７２の突き出し部７２ａが、掛止突起６８ａの傾斜面および第１ホルダ８２の傾斜面８２ｂに沿って移動し、ピストン７２は破線で示すようにＡ位置で掛止される。このように、ピストン７２は、第２カム６８が一往復する度に、Ｆｒドグクラッチ２８が係合されるＡ位置およびＦｒドグクラッチ２８の係合が遮断されるＢ位置に交互に切り替えられる。また、第２カム６８が作動しない状態では、第１ホルダ８２によって、ピストンがＡ位置およびＢ位置の何れかに機械的に保持される。
【００４９】
図４は、リヤデフ２４に備えられるＲｒドグクラッチ４０周辺の構造を示す断面図である。リヤデフ２４は、回転軸線ＣＬ２（軸線ＣＬ２）回りに回転可能な円筒状の第３回転部材８４と、軸線ＣＬ２回りに回転可能な円筒状の第４回転部材８６と、第３回転部材８４と第４回転部材８６とを断接可能に設けられているＲｒドグクラッチ４０と、Ｒｒドグクラッチ４０の断接状態を切り替えるための推力を発生させる第２推力増幅機構１０４と、第２推力増幅機構１０４を介してＲｒドグクラッチ４０を作動させるためのＲｒドグ作動用クラッチ４２と、Ｒｒドグ作動用クラッチ４２のトルク容量を調整するための第２電磁ソレノイド１２４とを、含んで構成されている。
【００５０】
第３回転部材８４は、複列アンギュラ玉軸受８８によって回転可能に支持されている。第３回転部材８４の外周部には、プロペラシャフト２０のドライブピニオンギヤ３８と噛み合うＲｒリングギヤ３６が固定されている。また、第３回転部材８４の内周側には、スプライン歯８４ａが形成されている。
【００５１】
第４回転部材８６は、軸線ＣＬ２方向の両側に配置されている玉軸受９２、９４によって回転可能に支持されている。第４回転部材８６は、後輪車軸４４にスプライン嵌合されることにより、後輪車軸４４と一体的に回転する。
【００５２】
Ｒｒドグクラッチ４０は、第３回転部材８４と第４回転部材８６との間を断接可能に設けられている。Ｒｒドグクラッチ４０は、外周部に噛合歯９８ａが形成されている環状の可動スリーブ９８と、第３回転部材８４の軸線ＣＬ２方向で左後輪１４Ｌ側（紙面左側）の軸端に形成されている噛合歯１００と、シンクロ機構１１６とを、含んで構成されている。可動スリーブ９８は、第４回転部材８６に、相対回転不能、且つ、軸方向への相対移動可能にスプライン嵌合されている。
【００５３】
可動スリーブ９８が軸線ＣＬ２方向で左後輪１４Ｌ側に移動させられると、図４の軸線ＣＬ２より下側に示すように、可動スリーブ９８の噛合歯９８ａと噛合歯１００との噛合が解除されることにより、第３回転部材８４と第４回転部材８６との接続が遮断される。すなわち、Ｒｒドグクラッチ４０の係合が遮断される。一方、可動スリーブ９８が軸線ＣＬ２方向で右後輪１４Ｒ側（紙面右側）に移動させられると、図４の軸線ＣＬ２より上側に示すように、可動スリーブ９８の噛合歯９８ａと噛合歯１００とが互いに噛み合うこととなる。このとき、第３回転部材８４と第４回転部材８６とが接続される。すなわち、Ｒｒドグクラッチ４０が係合される。
【００５４】
また、軸線ＣＬ２方向で玉軸受９２と可動スリーブ９８との間には、可動スリーブ９８を軸線ＣＬ２方向で右後輪１４Ｒ側（紙面右側）に付勢するスプリング１０２が設けられている。
【００５５】
第２推力増幅機構１０４は、径方向で第３回転部材８４と第４回転部材８６との間の空間内に設けられている。第２推力増幅機構１０４は、第３回転部材８４の外周面に配置されている第１カム１０６と、第３回転部材８４に対して相対回転不能、且つ、軸線ＣＬ２方向への移動可能にスプライン嵌合されている第２カム１０８と、第１カム１０６と第２カム１０８との間に介挿されている複数個のボール１１０と、第２カム１０８に当接することで第２カム１０８とともに軸線ＣＬ２方向に移動可能なピストン１１２と、ピストン１１２と第２カム１０８との間に介挿され、第２カム１０８を軸線ＣＬ２方向で第１カム１０６側に付勢するスプリング１１４とを、含んで構成されている。第２推力増幅機構１０４の構造および作動については、前述した第１推力増幅機構５４と基本的には変わらないため、詳細な説明を省略する。
【００５６】
軸線ＣＬ２方向でピストン１１２と可動スリーブ９８との間には、噛合歯１００が形成された第３回転部材８４と、噛合歯９８ａが形成された可動スリーブ９８とを回転同期する、すなわちＲｒドグクラッチ４０を回転同期するシンクロ機構１１６が設けられている。シンクロ機構１１６は、シンクロリング１１８と、可動スリーブ９８に対して相対回転不能、且つ、軸線ＣＬ２方向への相対移動可能に嵌合する摩擦係合部材１２０と、第３回転部材８４に対して相対回転不能、且つ、軸線ＣＬ２方向への相対移動可能に嵌合する摩擦係合部材１２２とを、含んで構成されている。
【００５７】
シンクロリング１１８は、環状に形成され、その内周部が第４回転部材８６にスプライン嵌合されることで、第４回転部材８６に対して相対回転不能、且つ、軸線ＣＬ２方向への相対移動可能とされている。なお、シンクロリング１１８とピストン１１２との間に、スラスト軸受が介挿されている。
【００５８】
摩擦係合部材１２０は、円錐形状に形成され、その内周側の端部が可動スリーブ９８にスプライン嵌合されている。また、摩擦係合部材１２２は、円錐形状に形成され、その外周側の端部が第３回転部材８４にスプライン嵌合されている。また、摩擦係合部材１２０の内周側の傾斜面が、摩擦係合部材１２２の外周側の傾斜面に摺接させられている。さらに、摩擦係合部材１２２の内周側の傾斜面が、シンクロリング１１８の外周に形成されている傾斜面に摺接させられている。
【００５９】
上記のように構成されるシンクロ機構１１６において、シンクロリング１１８がピストン１１２によって軸線ＣＬ２方向で可動スリーブ９８側に押し付けられると、シンクロリング１１８と摩擦係合部材１２２との間の摺接面、および摩擦係合部材１２２と摩擦係合部材１２０との摺接面において摩擦力が発生する。この摩擦力によって、第３回転部材８４と可動スリーブ９８とが回転同期させられる。すなわち、Ｒｒドグクラッチ４０が回転同期させられる。第３回転部材８４と可動スリーブ９８とが回転同期すると、Ｒｒドグクラッチ４０において、噛合歯９８ａと噛合歯１００とが噛み合う際に発生するショックが抑制される。
【００６０】
第１カム１０６の外周側に、摩擦係合要素とアーマチュア１２８とを含んで構成されるＲｒドグ作動用クラッチ４２が設けられている。Ｒｒドグ作動用クラッチ４２の構造および作動については、前述したＦｒドグ作動用クラッチ３０と基本的に変わらないため、その説明を省略する。また、Ｒｒドグ作動用クラッチ４２と軸線ＣＬ２方向で隣り合う位置であって、径方向においてＲｒドグ作動用クラッチ４２と同じ位置に、そのＲｒドグ作動用クラッチ４２のトルク容量を調整するための第２電磁ソレノイド１２４が設けられている。
【００６１】
軸線ＣＬ２方向でピストン１１２と第２カム１０８との間に、Ｒｒドグクラッチ４０の断接状態を保持するための固定機構（掛け止め機構）として機能する第２ホルダ１２６が設けられている。第２ホルダ１２６は、環状に形成され、第４回転部材８６に対して相対回転不能、且つ、軸線ＣＬ２方向への相対移動不能に固定されている。第２ホルダ１２６の構造および機能については、前述した第１ホルダ８２と変わらないため、詳細な説明を省略する。
【００６２】
図５は、Ｒｒドグクラッチ４０が遮断状態から係合状態に切り替わるまでの過渡状態を段階的に示す図である。図６は、Ｒｒドグクラッチ４０の遮断状態から係合状態に切り替わる過渡期の行程をフローチャートで示すものである。なお、図６に示すフローチャートは、前述したＦｒドグクラッチ２８についても、シンクロ機構が作動しない他は基本的には変わらない。
【００６３】
Ｒｒドグクラッチ４０の係合が遮断された状態では、ピストン１１２が第２ホルダ１２６によって、図５（ａ）に示す位置に掛け止めされることで、可動スリーブ９８の噛合歯９８ａと噛合歯１００との噛合が解除され、第３回転部材８４と第４回転部材８６との接続が遮断（すなわちＲｒドグクラッチ遮断）される。
【００６４】
ここで、図６に示すステップＳＴ１において、第２電磁ソレノイド１２４が通電されると、ステップＳＴ２において、Ｒｒドグ作動用クラッチ４２を構成するアーマチュア１２８（図５参照）が第２電磁ソレノイド１２４側に吸引され、ステップＳＴ３において、Ｒｒドグ作動用クラッチ４２において第２電磁ソレノイド１２４の電流値に応じたクラッチトルクが発生する。このとき、ステップＳＴ４において、第１カム１０６と第２カム１０８との間で相対回転が発生し、ステップＳＴ５において第２カム１０８が第１カム１０６から離れる方向に移動する。これに伴って、ステップＳＴ６において、ピストン１１２、シンクロリング１１８、および可動スリーブ９８が、軸線ＣＬ２方向で玉軸受９２側に移動する。また、シンクロリング１１８がピストン１１２によって押圧されることで、ＳＴ７においてシンクロ機構１１６が作動し、シンクロリング１１８と摩擦係合部材１２２との間、および摩擦係合部材１２０と摩擦係合部材１２２との間で摩擦力が発生する。この摩擦力によって第３回転部材８４と第４回転部材８６とが回転同期する。
【００６５】
図５（ｂ）は、シンクロ機構１１６が作動することによる同期過渡期の状態を示している。図５（ｂ）に示すように、ピストン１１２が第２ホルダ１２６から離れる位置まで第２カム１０８によって移動させられ、そのピストン１１２がシンクロリング１１８を押圧する。さらに、シンクロリング１１８が摩擦係合部材１２２を押圧するとともに、摩擦係合部材１２２が摩擦係合部材１２０を押圧することで摩擦力が発生し、第３回転部材８４および可動スリーブ９８が回転同期させられる。
【００６６】
ステップＳＴ８において、第３回転部材８４と第４回転部材８６との間の相対回転速度が許容値以下になると、ステップＳＴ９において、第２電磁ソレノイド１２４の通電が遮断される。これに伴って、ステップＳＴ１０において、Ｒｒドグ作動用クラッチ４２のクラッチトルクがゼロになり、第１カム１０６と第２カム１０８とが相対回転しなくなるため、可動スリーブ９８、シンクロリング１１８、ピストン１１２、および第２カム１０６が、スプリング１０２によって押し戻される。これに伴って、ステップＳＴ１１において、可動スリーブ９８の噛合歯９８ａと噛合歯１００とが互いに噛み合うことで、Ｒｒドグクラッチ４０が係合させられる。ステップＳＴ１２では、スプリング１０２によって押し戻されたピストン１１２が第２ホルダ１２６に掛け止めされ、Ｒｒドグクラッチ４０の係合状態が保持される。さらに、ステップＳＴ１３において、スプリング１１４によって、第２カム１０８が第１カム１０６側に押し戻される。
【００６７】
図５（ｃ）は、Ｒｒドグクラッチ４０の係合が完了（切替完了）した状態を示している。図５(c)に示すように、ピストン１１２が第２ホルダ１２６に掛け止めされることで、可動スリーブ９８の噛合歯９８ａと噛合歯１００との噛合が保持されている。また、第２カム１０８がスプリング１１４によって第１カム１０６側に移動させられている。
【００６８】
上記のように構成される４輪駆動装置８にあっては、２輪駆動中は、Ｆｒドグクラッチ２８およびＲｒドグクラッチ４０の係合が遮断されることで、Ｆｒドグクラッチ２８とＲｒドグクラッチ４０との間の動力伝達経路を構成する回転部材（プロペラシャフト２０など）には回転が伝達されない。このように、２輪駆動中は、プロペラシャフト２０などの引き摺りが防止されることで燃費が向上する。特に、Ｆｒドグクラッチ２８およびＲｒドグクラッチ４０にあっては、油圧式の摩擦クラッチ等と比べて引き摺りが生じないため、燃費向上効果も高くなる。
【００６９】
一方、４輪駆動中は、Ｆｒドグクラッチ２８およびＲｒドグクラッチ４０が係合されることで、エンジン１０から出力される駆動力の一部が、トランスファ１８（Ｆｒドグクラッチ２８）、プロペラシャフト２０、リヤデフ２４（Ｒｒドグクラッチ４０）等を介して後輪１４に伝達される。
【００７０】
図５および図６に示すように、後輪側に配置されるＲｒドグクラッチ４０は、係合の際に第３回転部材８４と可動スリーブ９８との間で相対回転が生じていても、Ｒｒドグクラッチ４０ともに設けられるシンクロ機構１１６によってＲｒドグクラッチ４０が回転同期されることで、係合の際に発生するショックが抑制される。一方、図４に示すＦｒドグクラッチ２８にあっては、シンクロ機構を備えないため、係合の際に噛合歯６０ａが形成された可動スリーブ６０と、噛合歯６２が形成された第２回転部材５０との間に回転速度差が生じている場合には、噛合歯６０ａと噛合歯６２との噛合の際に、互いの噛合歯の衝突によるショックが発生しＮＶの悪化を引き起こす可能性がある。
【００７１】
例えば、車両直進中にあっては、各車輪の回転速度が同じとなる。従って、Ｒｒドグクラッチ４０を係合し、且つ、一対の制御カップリング２２において滑りが生じないように制御されると、可動スリーブ６０と第２回転部材５０との間で回転速度差は殆ど生じない。一方、車両旋回中にあっては、各車輪の軌跡が異なることで各車輪の回転速度が異なる。このため、一対の制御カップリング２２のカップリングトルクＴcoupleを適切に制御しないと、可動スリーブ６０（第１回転部材４６）と第２回転部材５０との間で回転速度差が生じ、噛合歯６０ａと噛合歯６２とを噛み合わせる際にショックが発生する。
【００７２】
そこで、車両旋回中に２輪駆動から４輪駆動に切り替える際には、以下に説明するようにしてＦｒドグクラッチ２８およびＲｒドグクラッチ４０を係合することで、４輪駆動への切替中に発生するショックを抑制する。
【００７３】
図７は、４輪駆動装置８において２輪駆動と４輪駆動との間の切替制御を実行するための電子制御装置１５０の制御機能を説明する機能ブロック線図である。電子制御装置１５０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェイ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、４輪駆動装置８の駆動状態の切替、すなわち２輪駆動と４輪駆動との間の切替制御を実行する。なお、電制御装置１５０は、エンジン制御用の電子制御装置や自動変速機１６の変速制御用の電子制御装置と同じものであってもよく、切替制御用として別個の電子制御装置として設けられていても構わない。
【００７４】
電子制御装置１５０には、回転速度センサ１５２によって検出されるエンジン回転速度Ｎeを表す信号、アクセル開度センサ１５４によって検出されるアクセルペダルの操作量に対応するアクセル開度Ａccを表す信号、回転速度センサ１５６によって検出される自動変速機１６の入力軸の入力軸回転速度Ｎinを表す信号、ステアリングセンサ１５８によって検出されるステアリングホイールの操作量に対応する操舵角θstrを表す信号、各車輪毎に設けられている車輪速センサ１６０によって検出される各車輪の回転速度（Ｎfr、Ｎfl、Ｎrr、Ｎrl）を表す信号、回転速度センサ１６２によって検出されるプロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを表す信号等が入力される。
【００７５】
また、電子制御装置１５０からは、Ｆｒドグ作動用クラッチ３０を制御する第１電磁ソレノイド５２の駆動信号、Ｒｒドグ作動用クラッチ４２を制御する第２電磁ソレノイド１２４の駆動信号、左後輪１４Ｌに伝達される伝達トルクを調整する左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleを制御する左後輪制御用電磁ソレノイド１６４（以下、左後輪ソレノイド１６４）の駆動信号、右後輪１４Ｒに伝達される伝達トルクを調整する右制御カップリング２２ＲのカップリングトルクＴcoupleを制御する右後輪制御用電磁ソレノイド１６６（以下、右後輪ソレノイド１６６）の駆動信号等が出力される。なお、左制御カップリング２２Ｌは、左後輪ソレノイド１６４から出力される電流値に比例してカップリングトルクＴcouple（トルク容量）が増加するように構成され、右制御カップリング２２Ｒは、右後輪ソレノイド１６６から出力される電流値に比例してカップリングトルクＴcouple（トルク容量）が増加するように構成されている。
【００７６】
電子制御装置１５０は、係合制御手段に対応する係合制御部１７０、切替要求判定手段に対応する切替要求判定部１７２、車両旋回判定手段に対応する車両旋回判定部１７４、カップリングトルク算出手段に対応するカップリングトルク算出部１７６、回転同期判定手段に対応する回転同期判定部１７８を機能的に備えている。なお、係合制御部１７０、車両旋回判定部１７４、およびカップリングトルク算出部１７６が、本発明の制御部に対応している。
【００７７】
切替要求判定部１７２は、２輪駆動中に４輪駆動に切り替える切替要求（指令）を出力するか否かを判定する。例えば、切替要求判定部１７２は、予め設定されている、車速Ｖ、アクセル開度Ａcc、操舵角θstr等の各種パラメータで構成される、４輪駆動装置８の駆動状態を規定する駆動領域マップを記憶しており、駆動領域が２輪駆動領域から４輪駆動領域に切り替わったこと判断すると、４輪駆動への切替要求を出力する。
【００７８】
係合制御部１７０は、切替要求判定部１７２から切替要求が出力されると、２輪駆動から４輪駆動に切り替える切替制御を開始する。具体的には、係合制御部１７０は、Ｆｒドグクラッチ２８およびＲｒドグクラッチ４０の係合が遮断された２輪駆動状態から、Ｆｒドグクラッチ２８およびＲｒドグクラッチ４０を係合することで、４輪駆動装置８を４輪駆動に切り替える。
【００７９】
係合制御部１７０は、切替要求が出力されると、先ず、シンクロ機構１１６によって回転同期されるＲｒドグクラッチ４０の係合を実行する。Ｒｒドグクラッチ４０を係合するに際して、Ｒｒドグクラッチ４０の噛合歯９８ａが形成されている可動スリーブ９８および噛合歯１００が形成されている第３回転部材８４の両方が回転停止していると、Ｒｒドグクラッチ４０の係合が困難となる。これに対して、係合制御部１７０は、制御カップリング２２Ｌ、２２Ｒの一方または両方のカップリングトルクＴcoupleを所定の値に制御することで、後輪車軸４４および可動スリーブ９８を回転させる。係合制御部１７０は、後輪車軸４４（可動スリーブ９８）が回転すると、第２電磁ソレノイド１２４に電流を付与することで、Ｒｒドグ作動用クラッチ４２においてクラッチトルクを発生させ、第２推力増幅機構１０４を作動させる。第２推力増幅機構１０４が作動することでＲｒドグクラッチ４０が係合させられる。ここで、Ｒｒドグクラッチ４０にあっては、第２推力増幅機構１０４が作動すると、シンクロ機構１１６が併せて作動するため、第３回転部材８４と可動スリーブ９８（第４回転部材８６）との間に回転速度差が生じていても、シンクロ機構１１６によって回転同期するため、係合の際に発生するショックが抑制される。
【００８０】
Ｒｒドグクラッチ２８が係合されると、車両旋回判定部１７４が実行される。車両旋回判定部１７４は、車両旋回走行中か否かを判定する。車両旋回判定部１７４は、例えばステアリングホイールの操舵角θstrに基づいて、車両旋回中か否を判定する。また、車両旋回判定部１７４は、車両旋回中である場合には、操舵角θstrに基づいて、旋回方向が右旋回および左旋回の何れであるかを判定する。なお、車両旋回、および旋回方向については、各車輪の回転速度に基づいて判定することもできる。
【００８１】
先ず、車両旋回判定部１７４によって車両旋回中と判定された場合について説明する。車両旋回判定部１７４によって車両旋回中と判定されると、カップリングトルク算出部１７６は、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期するプロペラシャフト２０の回転速度Ｎps（以下、目標回転速度Ｎps*）を算出する。なお、Ｆｒドグクラッチ２８の回転同期とは、噛合歯６２が形成されている第２回転部材５０の回転速度と、噛合歯６０ａが形成されている可動スリーブ６０の回転速度とが等しくなることである。目標回転速度Ｎps*は、下式（１）に基づいて算出される。式（１）において、Ｎflは、左前輪１２Ｌの回転速度を示し、Ｎfrは、右前輪１２Ｒの回転速度を示し、γrは、Ｆｒリングギヤ３２とドリブンピニオンギヤ３４との間のギヤ比を示している。式（１）は、プロペラシャフト２０の目標回転速度Ｎps*は、左右前輪１２Ｌ、１２Ｒの回転速度の平均値を、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsに換算することで求められることを示している。
Ｎps*＝｛（Ｎfl＋Ｎfr)／２｝×γr・・・（１）
【００８２】
プロペラシャフト２０が回転した場合には、ドライブピニオンギヤ３４およびＦｒリングギヤ３２を介して、Ｆｒドグクラッチ２８を構成する噛合歯６２が形成された第２回転部材５０が回転する。ここで、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsが目標回転速度Ｎps*に到達した場合には、第２回転部材５０（噛合歯６２）の回転速度と、噛合歯６０ａが形成された可動スリーブ６０の回転速度とが同期する。すなわち、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期する。
【００８３】
次いで、車両旋回判定部１７４は、車両の旋回方向が右旋回および左旋回の何れであるかを判定する。以下、右旋回の場合について説明する。
【００８４】
車両旋回判定部１７４によって右旋回と判定されると、カップリングトルク算出部１７６は、下式（２）に基づいて、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを目標回転速度Ｎps*まで引き上げるのに必要な左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleを算出する。このカップリングトルクＴcoupleは、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsが目標回転速度Ｎps*に到達し、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期するトルクである。
Ｔcouple＝Ｉa×Ｎ*／Ｔ*×(２π／６０)・・・（２）
【００８５】
式（２）において、Ｉa[Nm^2]は、制御カップリング２２によって回転速度が引き上げられる回転体、具体的には、後輪車軸４４およびプロペラシャフト２０を含んで構成される、制御カップリング２２とＦｒドグクラッチ２８との間の動力伝達経路を構成する各回転部材の慣性モーメントの総和に対応する。プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを目標回転速度Ｎps*まで引き上げるのに際して、制御カップリング２２のカップリングトルクＴcoupleが制御されると、プロペラシャフト２０だけでなく、後輪車軸４４をはじめとする各回転部材についても回転速度が引き上げられる。従って、これら各回転部材についても考慮しなければならない。これに関連して、これら各回転部材の慣性モーメントについても加算される。なお、後輪車軸４４等についは、プロペラシャフト２０と回転中心が異なるため、各回転部材が、プロペラシャフト２０の軸線上で回転したときの換算値（慣性モーメント）にそれぞれ補正されている。
【００８６】
また、Ｎ*[rpm]は、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期した状態となる前記回転体の目標回転速度に対応する。ここで、回転体の回転速度は、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsが基準とされている。従って、目標回転速度Ｎ*は、プロペラシャフト２０の目標回転速度Ｎps*と、プロペラシャフト２０の検出値である回転速度Ｎpsとの回転速度差（Ｎps*−Ｎps）で算出される。なお、Ｒrドグクラッチ４０の係合直後は、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsはゼロ或いは略ゼロであるため、目標回転速度Ｎ*は、プロペラシャフト２０の目標回転速度Ｎps*と略一致する。
【００８７】
また、Ｔ*は、目標係合時間に対応する。目標係合時間Ｔ*は、制御カップリング２２の制御開始から同期が完了するまでの目標時間であり、予め設定される値である。なお、Ｔ*は、車速や作動油の油温などの走行状況等に基づいて適宜変更される。式（２）において、Ｎ*／Ｔ*×(２π／６０)は、回転体の角加速度ω’を示している。すなわち、カップリングトルクＴcoupleは、回転体の慣性モーメントＩaと、角加速度ω’とを、乗算することで算出されることを示している。
【００８８】
係合制御部１７０は、カップリングトルク算出部１７６によって算出された左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleが、式（２）に基づいて算出された値となるように、左後輪ソレノイド１６４の電流指令値を制御する。このように、係合制御部１７０は、左制御カップリングのカップリングトルクＴcoupleを算出された値に制御することで、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを引き上げ、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを目標回転速度Ｎps*に到達させることで、Ｆｒドグクラッチ２８を回転同期させる。
【００８９】
ここで、車両右旋回の際には、旋回外輪側となる左後輪１４Ｌにトルク（動力）を伝達する左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleを制御するのは、車両右旋回中は、右後輪１４Ｒの回転速度Ｎrrよりも、左後輪１４Ｌの回転速度Ｎrlの方が高いためである。図８（ａ）は、４輪駆動装置８の右旋回中における各車輪の軌跡を示しており、図８（ｂ）は、各車輪の回転速度を示している。なお、図８（ｂ）は、各車輪の回転速度を、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsに換算した値で示されている。
【００９０】
図８（ａ）において、各車輪と重なる一点鎖線が、それぞれ右旋回中の各車輪の軌跡を示している。図８（ａ）に示すように、右旋回中において左前輪１２Ｌが最も外側（左側）を通り、左後輪１４Ｌが左前輪１２Ｌよりも内側（右側）を通り、右前輪１２Ｒが左後輪１４Ｌよりも内側を通り、右後輪が最も内側を通る。これに関連して、図８（ｂ）に示すように、右旋回中にあっては、左前輪１２Ｌの回転速度Ｎflが最も高く、左後輪１４Ｌの回転速度Ｎrlが回転速度Ｎflよりも低く、右前輪１２Ｒの回転速度Ｎfrが回転速度Ｎrlよりも低く、右後輪１４Ｒの回転速度Ｎrrが最も低くなる（Ｎfl＞Ｎrl＞Ｎfr＞Ｎrr）。
【００９１】
また、図８(b)に示すＮpsは、４輪駆動で右旋回した場合のプロペラシャフト２０の回転速度Ｎps、言い換えれば、プロペラシャフト２０の目標回転速度Ｎps*を示している。図８(b)に示すように、左後輪１４Ｌの回転速度Ｎrlは、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎps（目標回転速度Ｎps*）よりも高くなる。従って、左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleを制御することで、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを目標回転速度Ｎps*まで引き上げることができる。すなわち、Ｆｒドグクラッチ２８の回転同期が可能となる。一方、右制御カップリング２２Ｒによって制御した場合、右制御カップリング２２Ｒが完全係合された場合であっても、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを回転速度Ｎrrまでしか引き上げることができない。これより、右旋回の際には、旋回外輪側に位置する左後輪１４Ｌに連結された左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleが制御される。なお、左旋回の際には、旋回外輪側となる右後輪１４Ｒにトルクを伝達する右制御カップリング２２ＲのカップリングトルクＴcoupleが制御される。
【００９２】
図９は、右旋回中における、左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleの制御によるプロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsの変化を示している。図９においても、各車輪の回転速度は、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsの換算値となっている。図９の破線で示すように、左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleが、式（２）によって算出された値で制御されることにより、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsが、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期する目標回転速度Ｎps*に追従するように変化している。なお、左制御カップリング２２Ｌが完全係合された場合には、実線で示すように、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsが、左後輪１４Ｌの回転速度Ｎrlまで引き上げられる。
【００９３】
回転同期判定部１７８は、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsが、目標回転速度Ｎps*に到達したか否かに基づいて、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期したか否かを判定する。プロペラシャフト２０が目標回転速度Ｎps*で回転すると、Ｆｒドグクラッチ２８において、噛合歯６２が形成されている第２回転部材５０の回転速度が、可動スリーブ６０の回転速度と同期することとなる。そこで、回転同期判定部１７８は、目標回転速度Ｎps*と、回転速度センサ１６２によって随時検出されるプロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsとの回転速度差が、予め設定されている所定値α未満になったか否かに基づいて、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期したか否かを判定する。なお、所定値αは、予め設定される値であり、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期したと判断できる小さな値に設定されている。回転速度差が所定値α以上の場合には、回転同期していないものと判定され、回転速度差が所定値α未満の場合には、回転同期したものと判定される。
【００９４】
回転同期判定部１７８によって、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期していないと判定される場合、係合制御部１７０は、左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleの制御を継続して実行する。一方、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期したと判定される場合、係合制御部１７０は、第１電磁ソレノイド５２を制御することで、Ｆｒドグクラッチ２８を係合する。このとき、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期している、すなわち、Ｆｒドグクラッチ２８の噛合歯６０ａが形成された可動スリーブ６０と噛合歯６２が形成された第２回転部材５０とが回転同期していることから、噛合歯６０ａと噛合歯６２とが噛み合う際に発生するショックが抑制される。
【００９５】
また、左旋回の場合には、旋回外輪側の右後輪１４Ｒの回転速度Ｎrrが、プロペラシャフト２０の目標回転速度Ｎps*よりも高くなることから、右制御カップリング２２ＲのカップリングトルクＴcoupleを制御することで、Ｆｒドグクラッチ２８の回転同期が可能となる。これより、係合制御部１７０は、旋回外輪側の右後輪１４Ｒに動力を伝達する右制御カップリング２２ＲのカップリングトルクＴcoupleを制御して、Ｆｒドグクラッチ２８を回転同期させる。すなわち、係合制御部１７０は、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期する目標回転速度Ｎps*まで引き上げる。なお、カップリングトルクＴcoupleの算出については、前述した右旋回と基本的には変わらないため、その説明を省略する。
【００９６】
また、車両直進中にあっては、各車輪の回転速度が同じとなり、プロペラシャフト２０の目標回転速度Ｎps*は、各車輪の回転速度（プロペラシャフト２０の換算値）と一致する。カップリングトルク算出部１７６は、車両直進中における、左右の制御カップリング２２Ｌ、２２ＲのカップリングトルクＴcoupleを算出する。カップリングトルクＴcoupleは、式（２）に基づいて算出できるが、左右の制御カップリング２２Ｌ、２２Ｒにおいて滑りが生じない範囲の予め設定されている値としても構わない。係合制御部１７０は、左右の制御カップリング２２Ｌ、２２ＲのカップリングトルクＴcoupleを、カップリングトルク算出部１７６によって算出された値に制御することで、Ｆｒドグクラッチ２８を回転同期させる。
【００９７】
図１０は、電子制御装置１５０の制御作動の要部、具体的には、２輪駆動で走行中に４輪駆動に切り替えるときの制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートは、２輪駆動で走行中において繰り返し実行されるものである。
【００９８】
切替要求判定部１７２の制御機能に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略）において、２輪駆動走行中に４輪駆動に切り替える切替要求が出力されたか否かが判定される。切替要求が出力されない場合には、Ｓ１が否定され、切替要求が出力されるまでＳ１が繰り返し実行される。切替要求が出力される場合にはＳ１が肯定されてＳ２に進む。
【００９９】
係合制御部１７０の制御機能に対応するＳ２では、切替要求が出力されたことに伴って、Ｒｒドグクラッチ４０が係合させられる。車両旋回判定部１７４の制御機能に対応するＳ３では、車両旋回中か否かが判定される。車両旋回中である場合には、Ｓ３が肯定されてＳ４に進む。カップリングトルク算出部１７６の制御機能に対応するＳ４では、上述した式（１）に基づいて、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期するプロペラシャフト（Ｐ／Ｓ）２０の目標回転速度Ｎps*が算出される。車両旋回判定部１７４の制御機能に対応するＳ５では、車両の旋回方向が右旋回および左旋回の何れであるか判定される。
【０１００】
Ｓ５において右旋回と判定されるとＳ６に進む。カップリングトルク算出部１７６の制御機能に対応するＳ６では、上述した式（２）に基づいて、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期するのに必要な左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleが算出される。すなわち、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを目標回転速度Ｎps*に引き上げるのに必要な左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleが算出される。
【０１０１】
Ｓ５に戻り、左旋回と判定されるとＳ７に進む。カップリングトルク算出部１７６の制御機能に対応するＳ７では、上述した式（２）に基づいて、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期するのに必要な右制御カップリング２２ＲのカップリングトルクＴcoupleが算出される。すなわち、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを目標回転速度Ｎps*に引き上げるのに必要な右制御カップリング２２ＲのカップリングトルクＴcoupleが算出される。
【０１０２】
Ｓ３に戻り、車両直進中である場合にはＳ３が否定されてＳ８に進む。カップリングトルク算出部１７６の制御作動に対応するＳ８では、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期するのに必要な左右制御カップリング２２Ｌ、２２ＲのカップリングトルクＴcoupleが算出される。
【０１０３】
係合制御部１７０の制御機能に対応するＳ９では、左右の制御カップリング２２Ｌ、２２ＲのカップリングトルクＴcoupleが、Ｓ６、Ｓ７、またはＳ８で算出された値となるように、左後輪ソレノイド１６４および右後輪ソレノイド１６６の電流指令値が出力される。なお、右旋回の場合には、Ｓ６で算出されたカップリングトルクＴcoupleが左制御カップリング２２Ｌから出力され、左旋回の場合には、Ｓ７で算出されたカップリングトルクＴcoupleが右制御カップリング２２Ｒから出力され、車両直進の場合には、Ｓ８で算出されたカップリングトルクＴcoupleが左右の制御カップリング２２Ｌ、２２Ｒから出力される。
【０１０４】
回転同期判定部１７８の制御機能に対応するＳ１０では、目標回転速度Ｎ*とプロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsとの回転速度差が所定値α未満になったか否かに基づいて、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期したか否かが判定される。回転速度差が所定値α以上である場合にはＳ１０が否定され、Ｓ９に戻ってカップリングトルクＴcoupleの制御が継続して実行される。回転速度差が所定値α未満になるとＳ１０が肯定され、Ｓ１１に進む。係合制御部１７０の制御機能に対応するＳ１１では、第１電磁ソレノイド５２を制御することにより、Ｆｒドグクラッチ２８が係合される。
【０１０５】
上述のように、本実施例によれば、車両旋回中に２輪駆動から４輪駆動に切り替える場合、Ｒｒドグクラッチ４０がシンクロ機構１１６によって回転同期される。また、旋回外輪側となる後輪１４に動力を伝達する制御カップリング２２のカップリングトルクＴcoupleを制御することで、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期される。これより、Ｆｒドグクラッチ２８についても回転同期されることから、Ｆｒドグクラッチ２８の係合時のショックを抑制でき、車両旋回中に２輪駆動から４輪駆動に切り替える場合であっても、ショックを抑制できる。
【０１０６】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【０１０７】
前述の実施例では、後輪１４側にＲｒドグクラッチ４０を回転同期するシンクロ機構１１６が設けられていた。本実施例の車両用４輪駆動装置２００（４輪駆動装置２００）は、前輪１２側にＦｒドグクラッチ２８を回転同期するシンクロ機構２０６が設けられている。図１１は、本実施例に対応する４輪駆動装置２００の構造を説明する骨子図である。
【０１０８】
４輪駆動装置２００にあっては、フロントデファレンシャル機構２０４（フロントデフ２０４）において、Ｆｒドグクラッチ２８の回転同期を行うシンクロ機構２０６が設けられている。従って、Ｆｒドグクラッチ２８を係合する際に、Ｆｒドグクラッチ２８が回転同期していなくても、シンクロ機構２０６が作動することで、係合中に発生するショックが抑制される。
【０１０９】
一方、リヤデファレンシャル機構２１０（リヤデフ２１０）にあっては、Ｒｒドクラッチ４０を回転同期するシンクロ機構が備えられていない。従って、Ｒｒドグクラッチ４０を係合する際に、Ｒｒドグクラッチ４０が回転同期していないと、係合中にショックが発生する。
【０１１０】
なお、本実施例では、後輪車軸４４の回転速度Ｎｒを検出する回転速度センサ２０８が設けられている。
【０１１１】
以下、フロントデフ２０４に、Ｆｒドグクラッチ２８の回転同期を行うシンクロ機構２０６を備える４輪駆動装置２００の、２輪駆動から４輪駆動への切替制御について説明する。なお、本実施例においても、電子制御装置は、前述した実施例と同じ制御部（図７参照）を機能的に備えている。以下、各制御部の説明に関して、前述の実施例と共通する部位については、その説明を省略する。
【０１１２】
切替要求判定部１７２によって４輪駆動への切替要求が出力されたことが判定されると、係合制御部１７０は、先ず、シンクロ機構２０６によって回転同期されるＦｒドグクラッチ２８を係合する。Ｆｒドグクラッチ２８は、シンクロ機構２０６が作動することで係合の際に発生するショックが抑制される。また、Ｆｒドグクラッチ２８が係合されることで、プロペラシャフト２０が回転することとなる。
【０１１３】
Ｆｒドグクラッチ２８が係合されると、車両旋回判定部１７４は車両旋回中か否かを判定する。車両旋回判定部１７４によって車両旋回中と判定されると、カップリングトルク算出部１７６は、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを算出する。カップリングトルク算出部１７６は、例えば前述した実施例の式（１）に基づいてプロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsを算出する。また、本実施例では、Ｆｒドグクラッチ２８が係合されることでプロペラシャフト２０が回転しているため、回転速度センサ１６２によって、回転速度Ｎpsを直接検出することもできる。
【０１１４】
さらに、車両旋回判定部１７４によって車両の旋回方向が判定され、右旋回と判定されると、カップリングトルク算出部１７６は、前述した実施例の式（２）に基づいて、Ｒｒドグクラッチ４０の回転同期に必要な左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleを算出する。
【０１１５】
本実施例では、プロペラシャフト２０が回転していることから、Ｒｒドグクラッチ４０の回転同期のために左制御カップリング２２Ｌによって回転速度が引き上げられる回転体は、後輪車軸４４、後輪車軸４４に嵌合する第４回転部材８６、および可動スリーブ９８から構成される。従って、式（２）において回転体の慣性モーメントＩaは、これら後輪車軸４４、第４回転部材８６、および可動スリーブ９８の各慣性モーメントの総和となる。
【０１１６】
また、本実施例では、回転体の目標回転速度Ｎ*が、後輪車軸４４の回転速度Ｎｒを基準にして設定されている。プロペラシャフト２０が回転することで、ドライブピニオンギヤ３８およびＲｒリングギヤ３６を介して第３回転部材８４が回転する。この第３回転部材８４の回転速度に、噛合歯９８ａが形成された可動スリーブ９８の回転速度が略等しくなると、Ｒｒドグクラッチ４０が回転同期し、係合中に発生するショックが抑制される。
【０１１７】
本実施例の回転体の目標回転速度Ｎ*は、Ｒｒドグクラッチ４０を構成する噛合歯１００が形成されている第３回転部材８４の回転速度Ｎｄｒと、第４回転部材８６および可動スリーブ９８と一体的に回転する後輪車軸４４の回転速度Ｎｒとの回転速度差（Ｎｄｒ−Ｎｒ）から算出される。なお、第３回転部材８４の回転速度Ｎｄｒは、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsに、ドライブピニオンギヤ３８とＲｒリングギヤ３６との間のギヤ比を乗算することで算出される。また、Ｆｒドグクラッチ２８の係合直後は、後輪車軸４４の回転速度Ｎｒがゼロまたは略ゼロであるため、目標回転速度Ｎ*は、実質的に回転速度Ｎｄｒとなる。係合制御部１７０は、左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleを、式（２）によって算出された値に制御することで、Ｒｒドグクラッチ４０を回転同期させる。なお、本実施例においても、旋回外輪側の前輪１２Ｌに動力を伝達する左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleが制御される。
【０１１８】
また、車両の旋回方向が左旋回と判定されると、カップリングトルク算出部１７６は、右制御カップリング２２ＲのカップリングトルクＴcoupleを算出し、係合制御部１７０は、右制御カップリング２２ＲのカップリングトルクＴcoupleを算出された値に制御することで、Ｒｒドグクラッチ４０を回転同期させる。右制御カップリング２２ＲのカップリングトルクＴcoupleの算出方法については、前述した右旋回の場合と基本的には変わらないため、その説明を省略する。
【０１１９】
また、車両直進中と判定されると、カップリングトルク算出部１７６は、左右の制御カップリング２２Ｌ、２２ＲのカップリングトルクＴcoupleを、例えば式（２）に基づいて算出する。係合制御部１７０は、左右の制御カップリング２２Ｌ、２２ＲのカップリングトルクＴcoupleを、算出された値に制御する。
【０１２０】
回転同期判定部１７８は、Ｒｒドグクラッチ４０が回転同期したか否かを判定する。回転同期判定部１７８は、目標回転速度Ｎ*（回転速度Ｎｄｒ）と、回転速度センサ２０８によって検出される後輪車軸４４の回転速度Ｎｒとの回転速度差（Ｎｄｒ−Ｎｒ）が、予め設定されている所定値β未満になると、Ｒｒドグクラッチ４０とが回転同期したものと判定する。なお、所定値βは、予め設定される値であり、Ｒｒドグクラッチ４０が回転同期したと判断できる小さな値に設定されている。
【０１２１】
回転同期判定部１７８によって、Ｒｒドグクラッチ４０が回転同期したものと判定されると、係合制御部１７０は、Ｒｒドグクラッチ４０を係合する。このとき、Ｒｒドグクラッチ４０を構成する噛合歯９８ａが形成された可動スリーブ９８と、噛合歯１００が形成された第３回転部材８４とが回転同期しているため、噛合の際に発生するショックが抑制される。
【０１２２】
図１２は、本実施例の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち２輪駆動で走行中に４輪駆動に切り替えるときの制御作動を説明するフローチャートである。
【０１２３】
切替要求判定部１７２の制御機能に対応するＳ１では、２輪駆動から４輪駆動に切り替える切替要求が出力されたか否かが判定される。係合制御部１７０の制御機能に対応するＳ２０では、Ｆｒドグクラッチ２８が係合させられる。車両旋回判定部１７４の制御機能に対応するＳ３では、車両旋回中か否かが判定される。車両旋回中と判定されると、カップリングトルク算出部１７６の制御機能に対応するＳ４において、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpsが上述した式（１）、または回転速度センサ１６２によって求められる。
【０１２４】
車両旋回判定部１７４の制御機能に対応するＳ５では、車両の旋回方向が右旋回および左旋回の何れかが判定される。車両右旋回と判定される場合、カップリングトルク算出部１７６に制御機能に対応するＳ６に進み、Ｒｒドグクラッチ４０の回転同期に必要な左制御カップリング２２ＬのカップリングトルクＴcoupleが、式（２）に基づいて算出される。
【０１２５】
Ｓ５において、車両左旋回と判定される場合、カップリングトルク算出部１７６の制御機能に対応するＳ７に進み、Ｒｒドグクラッチ４０との回転同期に必要な右制御カップリング２２ＲのカップリングトルクＴcoupleが、式（２）に基づいて算出される。Ｓ３において、車両直進中と判定される場合、カップリングトルク算出部１７６の制御機能に対応するＳ８において、左右の制御カップリング２２Ｌ、２２ＲのカップリングトルクＴcoupleが算出される。
【０１２６】
係合制御部１７０の制御機能に対応するＳ９では、左右の制御カップリング２２Ｌ、２２ＲのカップリングトルクＴcoupleが、Ｓ６、Ｓ７、またはＳ８で算出された値となるように、左後輪ソレノイド１６４および右後輪ソレノイド１６６の電流指令値が出力される。
【０１２７】
回転同期判定部１７８の制御機能に対応するＳ１０では、噛合歯１００が形成された第３回転部材８４の回転速度Ｎｄｒと、回転速度センサ２０８によって検出される後輪車軸４４の回転速度Ｎｒとの回転速度差（Ｎｄｒ−Ｎｒ）が所定値β未満になったか否かに基づいて、プロペラシャフト２０とＲｒドグクラッチ４０とが回転同期したか否かが判定される。回転速度差が所定値β以上である場合には、Ｓ１０が否定され、Ｓ９に戻ってカップリングトルクＴcoupleの制御が継続して実行される。回転速度差がβ未満になるとＳ１０が肯定され、Ｓ１１に進む。係合制御部１７０の制御機能に対応するＳ１１では、第２電磁ソレノイド１２４を制御することにより、Ｒｒドグクラッチ４０が係合される。
【０１２８】
上述のように、Ｆｒドグクラッチ２８側にＦｒドグクラッチ２８を回転同期するシンクロ機構２０６が備えられる場合であっても、制御カップリング２２のカップリングトルクＴcoupleを制御することで、シンクロ機構によって回転同期されないＲｒドグクラッチ４０を回転同期させることができる。よって、Ｒｒドグクラッチ４０の係合中に発生するショックを抑制することができる。
【実施例３】
【０１２９】
図１３は、本発明のさらに他の実施例に対応する車両用４輪駆動装置３００（４輪駆動装置３００）の骨子図である。図１３に示すように、４輪駆動装置３００は、副駆動輪として機能する左右の前輪１２の駆動力を分配する一対の制御カップリング３２０Ｌ、３２０Ｒを備えて構成されている。本実施例の４輪駆動装置３００は、エンジン１０を駆動源とし、エンジン１０から出力される駆動力を主駆動輪としての後輪１４、および副駆動輪としての前輪１２に伝達するＦＲ車両ベースの４輪駆動装置である。
【０１３０】
４輪駆動装置３００において、トランスファ３０４は、エンジン１０から出力される駆動力を、主駆動輪として機能する後輪１４、および副駆動輪として機能する前輪１２に分配する機能を有する。トランスファ３０４は、第１ドグクラッチ３０６を含んで構成され、２輪駆動中および４輪駆動中は、エンジン１０から伝達された駆動力を、第１プロペラシャフト３０８およびリヤデファレンシャル機構３１０（リヤデフ３１０）等を介して左右の後輪１４に伝達する。また、トランスファ３０４は、４輪駆動中は、エンジン１０から伝達された駆動力の一部を、第２プロペラシャフト３１１、ドライブピニオンギヤ３１２、Ｆｒリングギヤ３１４、第２ドグクラッチ３１６、前輪車軸３１８、左右の制御カップリング３２０Ｌ、３２０Ｒを介して左右の前輪１２に伝達する。なお、第１ドグクラッチ３０６が本発明の第１噛合クラッチに対応し、第２プロペラシャフト３１１が本発明のプロペラシャフトに対応し、第２ドグクラッチ３１６が本発明の第２噛合クラッチに対応している。
【０１３１】
例えば、第１ドグクラッチ３０６の係合が遮断されると、トランスファ３０４と第２プロペラシャフト３１１との間が遮断される。このとき、前輪１２に駆動力が伝達されることはなく、エンジン１０から伝達された駆動力が後輪１４に伝達される２輪駆動状態となる。また、２輪駆動中に第１ドグクラッチ３０６だけでなく、第２ドグクラッチ３１６の係合が遮断されることで、第２プロペラシャフト３１１の引き摺りが抑制され、燃費が向上する。一方、第１ドグクラッチ３０６および第２ドグクラッチ３１６が係合されると、第２プロペラシャフト３１１等を介して前輪１２に駆動力が伝達される４輪駆動状態となる。このように、第１ドグクラッチ３０６および第２ドグクラッチ３１６の係合状態が切り替えられることにより、２輪駆動または４輪駆動の何れかに切り替えられる。
【０１３２】
本実施例のフロントデファレンシャル機構３２２（フロントデフ３２２）は、第２プロペラシャフト３１１の端部に連結されているドライブピニオンギヤ３１２と、ドライブピニオンギヤ３１２と噛み合い軸線ＣＬ１回りに回転するＦｒリングギヤ３１４と、Ｆｒリングギヤ３１４と前輪車軸３１８との間を断接する第２ドグクラッチ３１６と、左右の前輪１２に駆動力を分配する一対の制御カップリング３２０Ｌ、３２０Ｒとを、含んで構成されている。なお、フロントデフ３２２が、本発明のデファレンシャル機構に対応している。
【０１３３】
また、４輪駆動装置３００は、第１ドグクラッチ３０６の回転同期を行うシンクロ機構３２４、および第２ドグクラッチ３１６の回転同期を行うシンクロ機構３２６の何れか一方を備えている。
【０１３４】
上記のような前輪１４側に左右一対の制御カップリング３２０Ｌ、３２０Ｒが設けられている４輪駆動装置３００においても、制御カップリング３２０Ｌ、３２０ＲのカップリングトルクＴcoupleを制御し、シンクロ機構によって回転同期されない側のドグクラッチを回転同期することで、係合中に発生するショックを抑制することができる。
【０１３５】
例えば、第１ドグクラッチ３０６を回転同期するシンクロ機構３２４が設けられている場合、走行中に２輪駆動から４輪駆動への切替要求が出力されると、先ず第１ドグクラッチ３０６が係合させられる。次いで、車両旋回に応じて制御カップリング３２０Ｌ、３２０ＲのカップリングトルクＴcoupleを制御することにより、第２ドグクラッチ３１６を回転同期させる。例えば、右旋回の場合には、第２ドグクラッチ３１６の回転同期に必要な左制御カップリング３２０ＬのカップリングトルクＴcoupleが算出され、左制御カップリング３２０ＬのカップリングトルクＴcoupleが算出された値に制御される。また、左旋回の場合には、第２ドグクラッチ３１６の回転同期に必要な右制御カップリング３２０ＲのカップリングトルクＴcoupleが算出され、右制御カップリング３２０ＲのカップリングトルクＴcoupleが算出された値に制御される。このように、旋回外輪側となる前輪１２にトルクを伝達する制御カップリング３２０Ｌ、３２０ＲのカップリングトルクＴcoupleが、第２ドグクラッチ３１６の回転同期に必要な値に制御されることで、第２ドグクラッチ３１６が回転同期され、第２ドグクラッチ３１６を係合する際に発生するショックが抑制される。なお、カップリングトルクＴcoupleの算出方法は、前述した実施例と基本的に変わらないため、その説明を省略する。
【０１３６】
また、第２ドグクラッチ３１６を回転同期するシンクロ機構３２６が設けられている場合、走行中に２輪駆動から４輪駆動への切替要求が出力されると、先ず第２ドグクラッチ３１６が係合させられる。次いで、車両旋回に応じた制御カップリング３２０Ｌ、３２０ＲのカップリングトルクＴcoupleを制御することにより、第１ドグクラッチ３０６を回転同期させる。例えば、右旋回の場合には、第１ドグクラッチ３０６の回転同期に必要な左制御カップリング３２０ＬのカップリングトルクＴcoupleが算出され、左制御カップリング３２０ＬのカップリングトルクＴcoupleが算出された値に制御される。また、左旋回の場合には、第１ドグクラッチ３０６の回転同期に必要な右制御カップリング３２０ＲのカップリングトルクＴcoupleが算出され、右制御カップリング３２０ＲのカップリングトルクＴcoupleが算出された値に制御される。このように、旋回外輪側となる前輪１２にトルクを伝達する制御カップリング３２０Ｌ、３２０ＲのカップリングトルクＴcoupleが、第１ドグクラッチ３０６の回転同期に必要な値に制御されることで、第１ドグクラッチ３０６が回転同期され、第１ドグクラッチ３０６を係合する際に発生するショックが抑制される。なお、カップリングトルクＴcoupleの算出方法は、前述した実施例と基本的に変わらないため、その説明を省略する。
【０１３７】
上述のように、前輪１２側に制御カップリング３２０Ｌ、３２０Ｒが設けられ、第１ドグクラッチ３０６を回転同期するシンクロ機構３２４、および第２ドグクラッチ３１６を回転同期するシンクロ機構３２６の何れか一方が設けられている場合であっても、シンクロ機構によって回転同期される側のドグクラッチを最初に係合し、シンクロ機構によって同期されない側のドグクラッチについては、制御カップリング３２０Ｌ、３２０ＲのカップリングトルクＴcoupleを制御して回転同期することにより、係合の際に発生するショックを抑制できる。
【０１３８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１３９】
例えば、前述の実施例では、走行中に２輪駆動から４輪駆動に切り替える際には、シンクロ機構によって回転同期されるドグクラッチを係合したのち、車両の旋回を判定するものであったが、車両の旋回判定は、必ずしもシンクロ機構によって回転同期されるドグクラッチの係合後に限定されず、４輪駆動への切替要求が出力された時点、ドグクラッチの係合開始時点、或いはドグクラッチの係合過渡期に実行されても構わない。
【０１４０】
また、前述の実施例では、２輪駆動から４輪駆動への切替は、予め設定されている駆動領域マップに基づいて判断されるものであったが、運転者による４輪駆動への切替スイッチのオン操作に基づいて判断されるものであっても構わない。
【０１４１】
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】
【０１４２】
８：車両用４輪駆動装置
１０：エンジン（駆動源）
１４：後輪（副駆動輪）
１８、３０４：トランスファ
２０：プロペラシャフト
２２、３０２：制御カップリング
２４：リヤデファレンシャル機構（デファレンシャル機構）
２８：Ｆｒドグクラッチ（第１噛合クラッチ）
４０：Ｒｒドグクラッチ（第２噛合クラッチ）
１１６、２０６、３２４、３２６：シンクロ機構
１５０：電子制御装置（制御装置）
１７０：係合制御部（制御部）
１７４：旋回判定部（制御部）
１７６：カップリングトルク算出部（制御部）
３０６：第１ドグクラッチ（第１噛合クラッチ）
３１１：第２プロペラシャフト（プロペラシャフト）
３１６：第２ドグクラッチ（第２噛合クラッチ）
３２２：フロントデファレンシャル機構（デファレンシャル機構）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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