(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その位置に応じて車両状態を切り替える切替部材と、
前記切替部材の位置を検知する複数のセンサと、
前記切替部材を駆動するアクチュエータと、
各車両状態に対して前記複数のセンサの正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを紐付けるテーブルが記憶された記憶部を有し、前記記憶部に記憶されたテーブルと前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとに基づいて、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされるように、前記アクチュエータの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記複数のセンサのいずれかに異常が発生したと判断された場合には、前記制御部は、前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンを利用して、異常が発生したセンサを特定し、特定されたセンサと所望の車両状態との組み合わせに応じて、前記記憶部に記憶されたテーブルを利用して、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされるように、前記アクチュエータの動作を制御し、
前記制御部は、イグニッションオフ時に前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンを前記記憶部に記憶し、イグニッションオン時に前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンと前記記憶部に記憶されたイグニッションオフ時のオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、異常が発生したセンサを特定する
ことを特徴とする切替制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記切替部材を移動させて前記複数のセンサから読み出されるオン・オフの組み合わせパターンを変化させるとともに、前記切替部材の移動方向と前記記憶部に記憶されたテーブルとに基づいて前記複数のセンサの正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを推定し、当該推定されたオン・オフの組み合わせパターンと前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、異常が発生したセンサを特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の切替制御装置。
【請求項３】
前記記憶部は、各車両状態の切り替えに要する切替時間を記憶し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された切替時間以上の時間をかけて前記切替部材を移動させるとともに、前記記憶部に記憶されたテーブルに基づいて前記複数のセンサの正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを推定し、当該推定されたオン・オフの組み合わせパターンと前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、異常が発生したセンサを特定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の切替制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、特定されたセンサを記憶部に記憶する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の切替制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、異常が発生したセンサを特定した後、異常が発生したセンサ以外のセンサの中に、前記切替部材が移動開始側から所望の車両状態に対応する位置に到達する際にオン・オフを切り替えるセンサがあるか否かを、前記記憶部に記憶されたテーブルに基づいて判断し、当該センサがあると判断した場合には、前記切替部材を所望の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、当該センサから読み出されたオン・オフの切り替えを検知することで、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の切替制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、異常が発生したセンサを特定した後、異常が発生したセンサ以外のセンサの中に、前記切替部材が移動開始側とは逆側から所望の車両状態に対応する位置に到達する際にオン・オフを切り替えるセンサがあるか否かを、前記記憶部に記憶されたテーブルに基づいて判断し、当該センサがあると判断した場合には、前記切替部材を所望の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、当該センサから読み出されたオン・オフの切り替えを検知した後、前記切替部材を逆向きに移動させ、当該センサから読み出されたオン・オフの再切り替えを検知することで、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の切替制御装置。
【請求項７】
前記記憶部は、各車両状態の切り替えに要する切替時間を記憶し、
前記制御部は、異常が発生したセンサを特定した後、異常が発生したセンサ以外のセンサの中に、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に到達する際にオン・オフを切り替えるセンサがあるか否かを、前記記憶部に記憶されたテーブルに基づいて判断し、当該センサが無いと判断した場合には、前記記憶部に記憶された切替時間に基づいて前記切替部材を移動させることで、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の切替制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切替制御装置に関し、特に４輪駆動車両において２輪駆動状態と４輪駆動状態との切り替えを制御する切替制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、４輪駆動車両のトランスファ装置に、モータの駆動によりシフトフォークをストロークさせるアクチュエータを付加し、室内からのスイッチ操作により２輪駆動状態と４輪駆動状態とを切り替える切替制御装置が知られている。これらの装置は、シフトフォークにより内スプラインを備えたスプールをストロークさせ、プロペラシャフトの端部のスプラインと、変速機のアウトプットシャフトにギヤ嵌合するスプラインを嵌合・離脱することで駆動力の伝達・遮断を切り替える。
【０００３】
これらの切替制御装置では、車内から２輪駆動状態と４輪駆動状態とを切り替えることができる一方で、モータによりスプラインの嵌合・離脱を行っているため、実際にアクチュエータに異常がなくスプラインの嵌合・離脱が確実に行われたかどうかは、確認できなかった。
【０００４】
そこで、アクチュエータのハウジング及び減速機構であるウォームホイールに複数のポジションスイッチを設けて、ポジションスイッチの通電、非通電の組み合わせによりウォームホイールの回転角度を検出することで、アクチュエータの動作を確認することが行われている。しかしながら、万が一、複数のポジションスイッチのうち１つが壊れた場合には、駆動状態が誤検出されてしまい、誤検出に基づいてＥＣＵがモータに駆動命令を出し続けることで、モータの破損に至る虞があった。また、運転者の意図とは異なる車両の駆動状態になってしまう虞や、ドライブトレイン上のデファレンシャル制御装置の駆動状態との組み合わせにより車両が走行不能状態に陥る虞があった。
【０００５】
このような問題を解決するために、本件出願人は、駆動状態を検出するポジションスイッチが故障した場合には、ポジションスイッチに異常が発生したことを検出してアクチュエータの動作を停止させることで、走行不能になることを回避できる駆動力切替制御装置を既に提案している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２２５３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、特許文献１に記載の発明に対して更に改良を施したものである。
【０００８】
本発明の目的は、車両状態を検出するセンサに異常が発生した場合でも、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避できる切替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】
【０００９】
本発明による切替制御装置は、
その位置に応じて車両状態を切り替える切替部材と、
前記切替部材の位置を検知する複数のセンサと、
前記切替部材を駆動するアクチュエータと、
各車両状態に対して前記複数のセンサの正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを紐付けるテーブルが記憶された記憶部を有し、前記記憶部に記憶されたテーブルと前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとに基づいて、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされるように、前記アクチュエータの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記複数のセンサのいずれかに異常が発生したと判断された場合には、前記制御部は、前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンを利用して、異常が発生したセンサを特定し、特定されたセンサと所望の車両状態との組み合わせに応じて、前記記憶部に記憶されたテーブルを利用して、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされるように、前記アクチュエータの動作を制御する。
【００１０】
本発明の切替制御装置によれば、車両状態を検出するセンサに異常が発生した場合でも、異常が発生したセンサが制御部により特定され、特定されたセンサと所望の車両状態との組み合わせに応じて、アクチュエータの動作が制御されることで、切替部材が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされ得る。これにより、センサに異常が発生した場合でも所望の車両状態に切り替えることができるため、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避することができる。
【００１１】
本発明による切替制御装置において、前記制御部は、イグニッションオフ時に前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンを前記記憶部に記憶し、イグニッションオン時に前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンと前記記憶部に記憶されたイグニッションオフ時のオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、異常が発生したセンサを特定してもよい。
【００１２】
このような態様によれば、車両状態を切り替える前にセンサに異常が発生したことを検出できるとともに、異常が発生したセンサを特定することができる。
【００１３】
本発明による切替制御装置において、前記制御部は、前記切替部材を移動させて前記複数のセンサから読み出されるオン・オフの組み合わせパターンを変化させるとともに、前記切替部材の移動方向と前記記憶部に記憶されたテーブルとに基づいて前記複数のセンサの正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを推定し、当該推定されたオン・オフの組み合わせパターンと前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、異常が発生したセンサを特定してもよい。
【００１４】
このような態様によっても、センサに異常が発生したことを検出できるとともに、異常が発生したセンサを特定することができる。
【００１５】
本発明による切替制御装置において、前記記憶部は、各車両状態の切り替えに要する切替時間を記憶し、前記制御部は、前記記憶部に記憶された切替時間以上の時間をかけて前記切替部材を移動させるとともに、前記記憶部に記憶されたテーブルに基づいて前記複数のセンサの正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを推定し、当該推定されたオン・オフの組み合わせパターンと前記複数のセンサから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、異常が発生したセンサを特定してもよい。
【００１６】
このような態様によっても、センサに異常が発生したことを検出できるとともに、異常が発生したセンサを特定することができる。
【００１７】
本発明による切替制御装置において、前記制御部は、特定されたセンサを記憶部に記憶してもよい。
【００１８】
このような態様によれば、イグニッションが一旦オフにされた後であっても、引き続き異常処理を行うことができる。
【００１９】
本発明による切替制御装置において、前記制御部は、異常が発生したセンサを特定した後、異常が発生したセンサ以外のセンサの中に、前記切替部材が移動開始側から所望の車両状態に対応する位置に到達する際にオン・オフを切り替えるセンサがあるか否かを、前記記憶部に記憶されたテーブルに基づいて判断し、当該センサがあると判断した場合には、前記切替部材を所望の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、当該センサから読み出されたオン・オフの切り替えを検知することで、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断してもよい。
【００２０】
このような態様によれば、車両状態を検出するセンサに異常が発生した場合でも、特定されたセンサと所望の車両状態との組み合わせに応じて、切替部材を所望の車両状態に対応する位置に位置決めすることができる。
【００２１】
本発明による切替制御装置において、前記制御部は、異常が発生したセンサを特定した後、異常が発生したセンサ以外のセンサの中に、前記切替部材が移動開始側とは逆側から所望の車両状態に対応する位置に到達する際にオン・オフを切り替えるセンサがあるか否かを、前記記憶部に記憶されたテーブルに基づいて判断し、当該センサがあると判断した場合には、前記切替部材を所望の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、当該センサから読み出されたオン・オフの切り替えを検知した後、前記切替部材を逆向きに移動させ、当該センサから読み出されたオン・オフの再切り替えを検知することで、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断してもよい。
【００２２】
このような態様によっても、車両状態を検出するセンサに異常が発生した場合に、特定されたセンサと所望の車両状態との組み合わせに応じて、切替部材を所望の車両状態に対応する位置に位置決めすることができる。
【００２３】
本発明による切替制御装置において、前記記憶部は、各車両状態の切り替えに要する切替時間を記憶し、前記制御部は、異常が発生したセンサを特定した後、異常が発生したセンサ以外のセンサの中に、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に到達する際にオン・オフを切り替えるセンサがあるか否かを、前記記憶部に記憶されたテーブルに基づいて判断し、当該センサが無いと判断した場合には、前記記憶部に記憶された切替時間に基づいて前記切替部材を移動させることで、前記切替部材が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断してもよい。
【００２４】
このような態様によっても、車両状態を検出するセンサに異常が発生した場合に、特定されたセンサと所望の車両状態との組み合わせに応じて、切替部材を所望の車両状態に対応する位置に位置決めすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、車両状態を検出するセンサに異常が発生した場合でも、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態による切替制御装置を備えた車両の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態による切替制御装置の概略構成図である。
【図３】図３は、図２に示す切替制御装置のトランスファ装置を拡大して示す断面図である。
【図４】図４は、図３に示すトランスファ装置のアクチュエータを拡大して示す断面図である。
【図５】図５は、図３に示すトランスファ装置におけるセンサの配置を説明するための概略図である。
【図６】図６は、図２に示す切替制御装置の制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、各車両状態に対してセンサの正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを紐付けるテーブルの一例を示している。
【図８】図８は、ＳＷ２に異常が発生した場合に、各車両状態においてセンサから読み出されるオン・オフの組み合わせパターンを示すテーブルである。
【図９】図９は、各車両状態に対してセンサの正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを紐付けるテーブルの別例を示している。
【図１０】図１０は、ＳＷ２に異常が発生した場合に、各車両状態においてセンサから読み出されるオン・オフの組み合わせパターンを示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。
【００２８】
図１は、本実施の形態による切替制御装置を備えた車両の概略構成図である。図２に、本実施の形態による切替制御装置の概略構成図である。
【００２９】
図１及び図２に示す例では、車両１は、４輪駆動車両であり、エンジン２と、変速機３と、前輪６Ｆ及び後輪６Ｒと、フロント側デファレンシャル５Ｆ及びリア側デファレンシャル５Ｒと、車両状態の切り替えを制御する切替制御装置４と、を備えている。
【００３０】
このうち切替制御装置４は、トランスファ装置１０と、トランスファ装置１０の動作を制御する制御部４１と、を有している。
【００３１】
図１に示すように、トランスファ装置１０は、入力軸２４と、第１出力軸１１と、第２出力軸１２と、を有している。入力軸２４は、エンジン２に接続された変速機３に接続されており、エンジン２の回転駆動力は、変速機３を介して入力軸２４に入力される。第１出力軸１１は、リア側デファレンシャル５Ｒに接続されており、リア側デファレンシャル５Ｒを介して左右後輪６Ｒに回転駆動力を出力する。第２出力軸１２は、フロント側デファレンシャル５Ｆに接続されており、フロント側デファレンシャル５Ｆを介して左右前輪６Ｆに回転駆動力を出力する。
【００３２】
図３は、トランスファ装置１０を拡大して示す断面図である。図４は、トランスファ装置１０のアクチュエータ３０を拡大して示す断面図である。図５は、トランスファ装置１０におけるセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷの配置を説明するための概略図である。
【００３３】
上述したように、トランスファ装置１０は、変速機３とリア側デファレンシャル５Ｒとフロント側デファレンシャル５Ｆとの間に配設されており、アクチュエータ３０の作動によって車両の駆動状態を２輪駆動、４輪駆動（センターデフロック）及び４輪駆動（センターデフフリー）の３つの状態に切り替える装置である。
【００３４】
また、本実施の形態のトランスファ装置１０は、これらの３つの車両状態に加え、減速機２３によって４輪駆動時における終減速比をハイギヤとローギヤに切替可能な構成となっている。たとえば、車内からのスイッチ４３（図２参照）の操作により、図示しないハイ＆ローシフトアクチュエータがハイ＆ローシフトレバー２０を動作させることによって、ハイギヤとローギヤとの切り替えが行われる。
【００３５】
図３に示すように、変速機３からの回転駆動力は、入力軸２４を介して第１出力軸１１に伝達される。第１出力軸１１の回転駆動力は、センターデフユニット１３からサイレントチェーン１９を介して第２出力軸１２に伝達可能である。センターデフユニット１３は、第１出力軸１１と第２出力軸１２との間の回転数の差を吸収する装置であり、遊星歯車機構によって構成されている。
【００３６】
図３に示すように、トランスファ装置１０は、アクチュエータ３０の出力ギヤ３１（図４及び図５参照）にラックアンドピニオン機構により嵌合する第１シャフト（切替部材）１４と、第１シャフト１４と平行に配設された第２シャフト１５と、第１シャフト１４及び第２シャフト１５に対して所定の範囲内で軸方向に移動可能に配設された２輪−４輪切替シフトフォーク１６及びセンターデフロックシフトフォーク１７と、各シフトフォーク１６、１７の端部に固定されたスリーブ１６Ａ、１７Ａと、を有している。第１シャフト１４及び第２シャフト１５には、各シャフト１４、１５に対するシフトフォーク１６、１７の軸方向の移動可能な範囲を規定するために、複数の大径部１４Ａ、１５Ａが設けられている。第１シャフト（切替部材）１４が軸方向へ移動して各シフトフォーク１６、１７が大径部１４Ａ、１５Ａに引っ掛かることで、シフトフォーク１６、１７のそれぞれの軸方向位置が規定される。
【００３７】
トランスファ装置１０による駆動状態（車両状態）の切り替えについて説明する。
【００３８】
本実施の形態のトランスファ装置１０では、出力ギヤ３１の回転に応じて第１シャフト（切替部材）１４が軸方向に移動されることで、各シャフト１４、１５に配設された２輪−４輪切替シフトフォーク１６及びセンターデフロックシフトフォーク１７が軸方向に移動して、各シフトフォーク１６、１７の端部に設けられたスリーブ１６Ａ、１７Ａが軸方向に移動される。これによって車両の駆動状態が２輪駆動、４輪駆動（センターデフロック）及び４輪駆動（センターデフフリー）の３つの状態に切り替えられる。
【００３９】
より詳しくは、４輪駆動（センターデフフリー）の状態では、第２出力軸１２側の部材とセンターデフユニット１３とが連結され、遊星歯車機構の遊星歯車作用によって第１出力軸１１と第２出力軸１２との回転数の差が吸収されながら、第１出力軸１１の回転駆動力がサイレントチェーン１９を介して第２出力軸１２に伝達される。また、４輪駆動（センターデフロック）の状態では、スリーブ１７Ａが図面上側の位置となってセンターデフユニット１３の遊星歯車機構がロックされ、第１出力軸１１と第２出力軸１２とが直結状態となり、第１出力軸１１と第２出力軸１２とは同じ回転数で回転駆動する。また、２輪駆動の状態では、第２出力軸１２側の部材とセンターデフユニット１３とが連結されず、第１出力軸１１のみに入力軸２４の回転駆動力が伝達される。
【００４０】
次に、アクチュエータ３０について説明する。図４及び図５に示すように、アクチュエータ３０は、モータ３９と、ウォームホイール３８とウォームギヤ３６とからなる減速機構と、ウォームホイール３８と出力ギヤ３１との間に配置されたスパイラルスプリングによる待ち機構３７と、を有している。ウォームギヤ３６は、モータ３９の出力軸に同軸に固定されている。モータ３９から出力される回転駆動力は、ウォームギヤ３６からウォームホイール３８へと伝達され、ウォームホイール３８から待ち機構３７を介して出力ギヤ３１へと伝達され、出力ギヤ３１の回転に応じて第１シャフト１４が軸方向に移動される。
【００４１】
本実施の形態の切替制御装置４は、第１シャフト（切替部材）１４の位置を検知する複数（図示された例では３つ）のセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷを有している。
【００４２】
図示された例では、アクチュエータ３０のハウジングのウォームホイール収容部に、周知の態様で、円状の帯電極ＴＳＷが配設されており、ウォームホイール３８の側面には、板バネから構成されるリミットスイッチＬＳＷが配置されている。リミットスイッチＬＳＷには、２つの端子からなる第１センサＳＷ１及び第２センサＳＷ２が設けられている。ウォームホイール３８の回転角度に応じて、各センサＳＷ１、ＳＷ２におけるオン・オフの組み合わせパターンが変化することで、ウォームホイール３８の回転角度が検出され、これにより、第１シャフト１４の軸方向の位置が検出される。
【００４３】
また、アクチュエータ３０のハウジングの外側には、第１シャフト１４の側面に当接するように、ポジションスイッチからなる第３センサＰ−ＳＷが設けられている。第１シャフト１４の軸方向の位置に移動量に応じて、第３センサＰ−ＳＷのオン・オフが切り替わることで、第１シャフト１４の軸方向の位置が検出される。
【００４４】
従って、本実施の形態では、このような３つのセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷのオン・オフの組み合わせパターンから、３つの駆動状態（車両状態）に対応した第１シャフト１４の位置及び各位置の中間位置が検出可能である。
【００４５】
図７は、「Ａ」〜「Ｆ」の各車両状態（３つの駆動状態およびそれらの中間状態）に対してセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷの正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを紐付けるテーブルの一例を示している。図７に示すように、センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷのオン・オフの組み合わせパターンが変化することで、車両状態を切り替える第１シャフト１４の軸方向の位置が検出され、更に第１シャフト１４の軸方向の位置がどの位置にあるかによって、それに対応する車両状態が検出される。
【００４６】
次に、制御部４１について説明する。制御部４１は、たとえば、車両に搭載されるＥＣＵである。制御部４１には、バッテリ（図示せず）から供給される電源、車速、手動スイッチ４３の操作、各センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷのオン／オフ、およびモータ３９に流れる電流などの情報が外部から入力される。制御部４１は、これら入力された情報に応じた駆動状態となるようにモータ３９への通電電流を算出し、この算出された電流値をもとにアクチュエータ３０を制御する。
【００４７】
本実施の形態の制御部４１は、記憶部４２を有している。記憶部４２には、図７に示すような、各車両状態に対してセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷの正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを紐付けるテーブルが記憶されている。また、制御部４１は、センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷの正常時において、各車両状態の切り替えに要する切替時間を学習し、記憶部４２に記憶する。
【００４８】
制御部４１は、記憶部４２に記憶されたテーブルとセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとに基づいて、第１シャフト１４が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされるように、アクチュエータ３０の動作を制御する。
【００４９】
ところで、背景技術の欄でも言及したように、従来の駆動力切替制御装置では、万が一、複数のポジションスイッチのうち１つが壊れた場合には、駆動状態が誤検出されてしまい、誤検出に基づいてＥＣＵがモータに駆動命令を出し続けることで、モータの破損に至る虞があった。また、運転者の意図とは異なる車両の駆動状態になってしまう虞や、ドライブトレイン上のデファレンシャル制御装置の駆動状態との組み合わせにより車両が走行不能状態に陥る虞があった。
【００５０】
このような問題を解決するために、駆動状態を検出するポジションスイッチが故障した場合には、ポジションスイッチに異常が発生したことを検出してアクチュエータの動作を停止させることで、走行不能になることを回避できるシステムが考えられる。しかしながら、たとえば悪路走行時には４輪駆動状態を採用することが望まれるところ、上記システムでは、２輪駆動状態でアクチュエータの動作が停止される可能性があり、その場合、走行しづらい不便な状態での悪路走行を運転者に強いることになる。
【００５１】
上記システムをさらに改良するものとして、本実施の形態の制御部４１は、センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷのいずれかに異常が発生した場合には、センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷから読み出されたオン・オフの組み合わせパターンを利用して、異常が発生したセンサを特定する。そして、制御部４１は、特定されたセンサと所望の車両状態（たとえば手動スイッチ４３により指示された車両状態）との組み合わせに応じて、記憶部４２に記憶されたテーブルを利用して、第１シャフト１４が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされるように、アクチュエータ３０の動作を制御する。これにより、センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷに異常が発生した場合でも所望の車両状態に切り替えることができるため、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避することができる。
【００５２】
制御部４１の動作について更に詳しく説明する。図６は、制御部４１の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５３】
制御部４１は、第１異常検出方法として、イグニッションオフ時にセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ３から読み出されたオン・オフの組み合わせパターンを記憶部４２に記憶し、イグニッションオン時にセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ３から読み出されたオン・オフの組み合わせパターンと記憶部４２に記憶されたイグニッションオフ時のオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、異常が発生したセンサを特定する（ステップＳ１０１）。
【００５４】
たとえば、図７における「Ｃ」の車両状態でイグニッションがオフにされた場合、制御部４１は、（ＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ）＝（ＯＮ、ＯＮ、ＯＦＦ）という組み合わせパターンを記憶部４２に記憶する。次いで、イグニッションがオンにされた時に（ＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ）＝（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ）という組み合わせパターン（図８における「Ｃ」の車両状態に対応）が読み出された場合、制御部４１は、各センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ３から読み出されたオン・オフの組み合わせパターンと、記憶部４２に記憶されたイグニッションオフ時のオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、第２センサＳＷ２に異常が発生したことを特定する。これにより、車両状態を切り替える前にセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷに異常が発生したことを検出できるだけでなく、異常が発生したセンサＳＷ２を特定することができる。
【００５５】
また、制御部４１は、第２異常検出方法として、第１シャフト１４を移動させてセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ３から読み出されるオン・オフの組み合わせパターンを変化させるとともに、第１シャフト１４の移動方向と記憶部４２に記憶されたテーブルとに基づいてセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ３の正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを推定し、当該推定されたオン・オフの組み合わせパターンとセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ３から実際に読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、異常が発生したセンサを特定する（ステップＳ１０２）。
【００５６】
たとえば、図７における「Ｂ」の車両状態にある場合、制御部４１は、図７における「Ｃ」の車両状態に切り替わるような方向に第１シャフト１４を移動させるとともに、第１シャフト１４の移動方向と記憶部４２に記憶されたテーブルとに基づいて、（ＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ）＝（ＯＮ、ＯＮ、ＯＦＦ）の組み合わせパターン（図７における「Ｃ」の車両状態に対応）が次に読み出されると推定する。そして、（ＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ）＝（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ）の組み合わせパターン（図８における「Ｃ」の車両状態に対応）が実際に読み出された場合、制御部４１は、推定されたオン・オフの組み合わせパターンと、各センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ３から実際に読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、第２センサＳＷ２に異常が発生したことを特定する。このような態様によっても、センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷに異常が発生したことを検出できるだけでなく、異常が発生したセンサＳＷ２を特定することができる。
【００５７】
また、制御部４１は、第３異常検出方法として、記憶部４２に記憶された切替時間以上の時間をかけて第１シャフト１４を移動させるとともに、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいてセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ３の正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンを推定し、当該推定されたオン・オフの組み合わせパターンとセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ３から実際に読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、異常が発生したセンサを特定する（ステップＳ１０３）。
【００５８】
たとえば、図７における「Ｂ」の車両状態にある場合、制御部４１は、図７における「Ｃ」の車両状態に切り替わる切替時間以上の時間をかけて第１シャフト１４を移動させるとともに、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいて、（ＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ）＝（ＯＮ、ＯＮ、ＯＦＦ）の組み合わせパターン（図７における「Ｃ」の車両状態に対応）が次に読み出されると推定する。そして、切替時間以上の時間が経過しても実際に読み出される組み合わせパターンが（ＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ）＝（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ）から変化しなかった場合には、制御部４１は、推定されたオン・オフの組み合わせパターンと、各センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ３から実際に読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、第２センサＳＷ２に異常が発生したことを特定する。このような態様によっても、センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷに異常が発生したことを検出できるだけでなく、異常が発生したセンサＳＷ２を特定することができる。
【００５９】
また、制御部４１は、特定されたセンサ（すなわち異常が発生したセンサ）を記憶部４２に記憶する。これにより、イグニッションが一旦オフにされた後であっても、引き続き異常処理を行うことができる。
【００６０】
そして、制御部４１は、異常が発生したセンサ以外のセンサの中に、第１シャフト１４が所望の車両状態に対応する位置に到達する際にオン・オフを切り替えるセンサがあるか否かを、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいて判断し、その判断結果に応じて後述する第１〜第３切替処理方法のいずれかを選択して実行する（ステップＳ１０４）。
【００６１】
すなわち、制御部４１は、異常が発生したセンサ以外のセンサの中に、第１シャフト１４が移動開始側から所望の車両状態に対応する位置に到達する際にオン・オフを切り替えるセンサがあると判断した場合には、第１切替処理方法として、第１シャフト１４を所望の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、当該センサから読み出されたオン・オフの切り替えを検知することで、第１シャフト１４が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する（ステップＳ１０５）。
【００６２】
たとえば、図７における「Ｂ」の車両状態から「Ｄ」の車両状態に切り替える際に、第２センサＳＷ２に異常が発生したことが特定された場合、制御部４１は、第１シャフト１４が移動開始側から「Ｄ」の車両状態に対応する位置に到達する際に、第３センサＰ−ＳＷがオフからオンへと切り替わることを、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいて判断する。そして、制御部４１は、第１シャフト１４を「Ｄ」の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、第３センサＰ−ＳＷから読み出されたオフからオンへの切り替えを検知することで、第１シャフト１４が「Ｄ」の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する。これにより、第２センサＳＷ２に異常が発生した場合でも、所望の車両状態である「Ｄ」の車両状態に切り替えることができるため、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避することができる。
【００６３】
また、制御部４１は、異常が発生したセンサ以外のセンサの中に、第１シャフト１４が移動開始側とは逆側から所望の車両状態に対応する位置に到達する際にオン・オフを切り替えるセンサがあると判断した場合には、第２切替処理方法として、第１シャフト１４を所望の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、当該センサから読み出されたオン・オフの切り替えを検知した後、第１シャフト１４を逆向きに移動させ、当該センサから読み出されたオン・オフの再切り替えを検知することで、第１シャフト１４が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する（ステップＳ１０６）。
【００６４】
たとえば、図７における「Ｂ」の車両状態から「Ｃ」の車両状態に切り替える際に、第２センサＳＷ２に異常が発生したことが特定された場合、制御部４１は、第１シャフト１４が移動開始側とは逆側から「Ｃ」の車両状態に対応する位置に到達する際に、第３センサＰ−ＳＷがオンからオフへと切り替わることを、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいて判断する。そして、制御部４１は、第１シャフト１４を「Ｃ」の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、第３センサＰ−ＳＷから読み出されたオフからオンの切り替えを検知することで、第１シャフト１４が「Ｃ」の車両状態に対応する位置を通り過ぎたことを判断する。次いで、制御部４１は、第１シャフト１４を逆向きに移動させ、第３センサＰ−ＳＷから読み出されたオンからオフへの再切り替えを検知することで、第１シャフト１４が「Ｃ」の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する。これにより、第２センサＳＷ２に異常が発生した場合でも、所望の車両状態である「Ｃ」の車両状態に切り替えることができるため、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避することができる。
【００６５】
また、制御部４１は、異常が発生したセンサ以外のセンサの中に、第１シャフト１４が所望の車両状態に対応する位置に到達する際にオン・オフを切り替えるセンサが無いと判断した場合には、第３切替処理方法として、記憶部４２に記憶された切替時間に基づいて第１シャフト１４を移動させることで、第１シャフト１４が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する（ステップＳ１０７）。
【００６６】
たとえば、図７における「Ｄ」の車両状態から「Ｂ」の車両状態に切り替える際に、第２センサＳＷ２に異常が発生したことが特定された場合、制御部４１は、第１シャフト１４が「Ｂ」の車両状態に対応する位置に到達する際に、第１センサＳＷ１及び第３センサＰ−ＳＷのどちらもオン・オフの切り替えを行わないことを、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいて判断する。次に、制御部４１は、第１シャフト１４が移動開始側から「Ｃ」の車両状態に対応する位置に到達する際に、第３センサＰ−ＳＷがオンからオフへと切り替わることを、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいて判断する。そして、制御部４１は、第１シャフト１４を「Ｃ」の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、第３センサＰ−ＳＷから読み出されたオンからオフへの切り替えを検知することで、第１シャフト１４が「Ｃ」の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する。続いて、制御部４１は、記憶部４２に記憶された「Ｃ」の車両状態と「Ｂ」の車両状態との間の切替時間をかけて第１シャフト１４を移動させることで、第１シャフト１４が「Ｂ」の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する。これにより、第２センサＳＷ２に異常が発生した場合でも、所望の車両状態である「Ｂ」の車両状態に切り替えることができるため、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避することができる。
【００６７】
以上のような本実施の形態によれば、車両状態を検出するセンサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷに異常が発生した場合でも、異常が発生したセンサが制御部４１により特定され、特定されたセンサと所望の車両状態との組み合わせに応じて、アクチュエータ３０の動作が制御されることで、切替部材である第１シャフト１４が所望の車両状態に対応する位置に位置決めされ得る。これにより、センサに異常が発生した場合でも所望の車両状態に切り替えることができるため、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、切替制御装置４は、トランスファ装置１０を含んでおり、４輪駆動車両において２輪駆動状態と４輪駆動状態との切り替えを制御するように構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、切替制御装置は、変速機３を含んでおり、変速機３における減速比の切り替えを制御するように構成されていてもよい。
【００６９】
次に、本実施の形態による切替制御装置４の動作について実施例を用いて説明する。
【００７０】
（実施例１）
実施例１として、記憶部４２には、センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷの正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンとして図７に示すようなテーブルが記憶されているが、実際には、第２センサＳＷ２の故障により、各車両状態において図８に示すようなオン・オフの組み合わせパターンが制御部４１により読み出される場合を説明する。
【００７１】
この場合、ユーザによるスイッチ４３の操作により、「Ｂ」の車両状態から「Ｅ」の車両状態への切替指示が入力されると、制御部４１は、まず、「Ｂ」の車両状態から「Ｃ」の車両状態に切り替わるような方向に第１シャフト１４を移動させるとともに、第１シャフト１４の移動方向と記憶部４２に記憶されたテーブルとに基づいて、（ＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ）＝（ＯＮ、ＯＮ、ＯＦＦ）の組み合わせパターン（図７における「Ｃ」の車両状態に対応）が次に読み出されると推定する。そして、第２センサＳＷ２の故障により、（ＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ）＝（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ）の組み合わせパターン（図８における「Ｃ」の車両状態に対応）が実際に読み出された場合、制御部４１は、推定されたオン・オフの組み合わせパターンと、各センサＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ３から実際に読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、第２センサＳＷ２に異常が発生したことを特定する。
【００７２】
制御部４１は、第２センサＳＷ２に異常が発生したことを記憶部４２に記憶する。これにより、イグニッションが一旦オフにされた後も、引き続き異常処理を行うことができる。
【００７３】
続いて、制御部４１は、第１シャフト１４が移動開始側から「Ｅ」の車両状態に対応する位置に到達する際に、第１センサＳＷ１がオンからオフへと切り替わることを、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいて判断する。そして、制御部４１は、第１シャフト１４を「Ｃ」の車両状態に対応する位置から「Ｅ」の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、第１センサＳＷ１から読み出されたオンからオフへの切り替えを検知することで、第１シャフト１４が「Ｅ」の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する。これにより、第２センサＳＷ２に異常が発生した場合でも、ユーザにより指示された「Ｅ」の車両状態に切り替えることができるため、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避することができる。
【００７４】
制御部４１は、「Ｅ」の車両状態に切り替わったことを記憶部４２に記憶する。これにより、イグニッションが一旦オフにされた後も、最終切替位置を覚えておくことができる。
【００７５】
次に、ユーザによるスイッチ４３の操作により、「Ｅ」の車両状態から「Ｂ」の車両状態へと戻す切替指示が入力されると、制御部４１は、第１シャフト１４が「Ｂ」の車両状態に対応する位置に到達する際に、第１センサＳＷ１及び第３センサＰ−ＳＷのどちらもオン・オフの切り替えを行わないことを、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいて判断する。次に、制御部４１は、第１シャフト１４が移動開始側から「Ｃ」の車両状態に対応する位置に到達する際に、第３センサＰ−ＳＷがオンからオフへと切り替わることを、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいて判断する。そして、制御部４１は、第１シャフト１４を「Ｃ」の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、第３センサＰ−ＳＷから読み出されたオンからオフへの切り替えを検知することで、第１シャフト１４が「Ｃ」の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する。続いて、制御部４１は、記憶部４２に記憶された「Ｃ」の車両状態と「Ｂ」の車両状態との間の切替時間をかけて第１シャフト１４を移動させることで、第１シャフト１４が「Ｂ」の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する。これにより、第２センサＳＷ２に異常が発生した場合でも、ユーザにより指示された「Ｂ」の車両状態に切り替えることができるため、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避することができる。
【００７６】
制御部４１は、「Ｂ」の車両状態に切り替わったことを記憶部４２に記憶する。これにより、イグニッションが一旦オフにされた後も、最終切替位置を覚えておくことができる。
【００７７】
（実施例２）
実施例２として、記憶部４２には、センサＳＷ１、ＳＷ２の正常時におけるオン・オフの組み合わせパターンとして図９に示すようなテーブルが記憶されているが、実際には、第２センサＳＷ２の故障により、各車両状態において図１０に示すようなオン・オフの組み合わせパターンが制御部４１により読み出される場合を説明する。
【００７８】
この場合、ユーザによるスイッチ４３の操作により、「Ｂ２」の車両状態から「Ｄ２」の車両状態への切替指示が入力されると、制御部４１は、まず、「Ｂ２」の車両状態から「Ｃ２」の車両状態に切り替わるような方向に第１シャフト１４を移動させるとともに、第１シャフト１４の移動方向と記憶部４２に記憶されたテーブルとに基づいて、（ＳＷ１、ＳＷ２）＝（ＯＮ、ＯＮ）の組み合わせパターン（図９における「Ｃ２」の車両状態に対応）が次に読み出されると推定する。ところが、第２センサＳＷ２の故障により、実際には（ＳＷ１、ＳＷ２）＝（ＯＮ、ＯＦＦ）の組み合わせパターン（図１０における「Ｃ２」の車両状態に対応）が読み出された場合、制御部４１は、推定されたオン・オフの組み合わせパターンと各センサＳＷ１、ＳＷ２から実際に読み出されたオン・オフの組み合わせパターンとを比較することで、第２センサＳＷ２に異常が発生したことを特定する。
【００７９】
制御部４１は、第２センサＳＷ２に異常が発生したことを記憶部４２に記憶する。これにより、イグニッションが一旦オフにされた後も、引き続き異常処理を行うことができる。
【００８０】
続いて、制御部４１は、第１シャフト１４が移動開始側から「Ｄ２」の車両状態に対応する位置に到達する際に、第１センサＳＷ１がオンからオフへと切り替わることを、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいて判断する。そして、制御部４１は、第１シャフト１４を「Ｃ２」の車両状態に対応する位置から「Ｄ２」の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、第１センサＳＷ１から読み出されたオンからオフへの切り替えを検知することで、第１シャフト１４が「Ｄ２」の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する。これにより、第２センサＳＷ２に異常が発生した場合でも、ユーザにより指示された「Ｄ２」の車両状態に切り替えることができるため、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避することができる。
【００８１】
制御部４１は、「Ｄ２」の車両状態に切り替わったことを記憶部４２に記憶する。これにより、イグニッションが一旦オフにされた後も、最終切替位置を覚えておくことができる。
【００８２】
次に、ユーザによるスイッチ４３の操作により、「Ｄ２」の車両状態から「Ｂ２」の車両状態へと戻す切替指示が入力されると、制御部４１は、第１シャフト１４が移動開始側とは逆側から「Ｂ２」の車両状態に対応する位置に到達する際に、第１センサＳＷ１がオフからオンに切り替わることを、記憶部４２に記憶されたテーブルに基づいて判断する。そして、制御部４１は、第１シャフト１４を「Ｂ２」の車両状態に対応する位置に向けて移動させ、第１センサＳＷ１から読み出されたオンからオフの切り替えを検知することで、第１シャフト１４が「Ｂ２」の車両状態に対応する位置を通り過ぎたことを判断する。次いで、制御部４１は、第１シャフト１４を逆向きに移動させ、第１センサＳＷ１から読み出されたオフからオンへの再切り替えを検知することで、第１シャフト１４が「Ｂ２」の車両状態に対応する位置に位置決めされたことを判断する。これにより、第２センサＳＷ２に異常が発生した場合でも、所望の車両状態である「Ｂ２」の車両状態に切り替えることができるため、走行不能にならないだけでなく、走行しづらい状態を回避することができる。
【００８３】
制御部４１は、「Ｂ２」の車両状態に切り替わったことを記憶部４２に記憶する。これにより、イグニッションが一旦オフにされた後も、最終切替位置を覚えておくことができる。
【符号の説明】
【００８４】
１      車両
２      エンジン
３      変速機
４      切替制御装置
５Ｆ    フロント側デファレンシャル
５Ｒ    リア側デファレンシャル
５Ｆ    前輪
５Ｒ    後輪
１０    トランスファ装置
１１    第１出力軸
１２    第２出力軸
１３    センターデフユニット
１４    第１シャフト（切替部材）
１５    第２シャフト
１４Ａ、１５Ａ    大径部
１６    ２輪−４輪シフトフォーク
１７    センタでフロックシフトフォーク
１６Ａ、１７Ａ    スリーブ
１９    サイレントチェーン
２０    ハイ＆ローシフトレバー
２４    入力軸
３０    アクチュエータ
３１    出力ギヤ
３６    ウォームギヤ
３７    待ち機構
３８    ウォームホイール
３９    モータ
４１    制御部
４２    記憶部
４３    スイッチ
ＳＷ１、ＳＷ２、Ｐ−ＳＷ    センサ
【図１】
0006634817.tif 000002
【図２】
0006634817.tif 000003
【図３】
0006634817.tif 000004
【図４】
0006634817.tif 000005
【図５】
0006634817.tif 000006
【図６】
0006634817.tif 000007
【図７】
0006634817.tif 000008
【図８】
0006634817.tif 000009
【図９】
0006634817.tif 000010
【図１０】
0006634817.tif 000011