(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後車輪の一方の車輪を主駆動輪として駆動する主駆動手段と、該主駆動手段に設けた発電機からの給電によって駆動される電動モータと、該電動モータの出力軸および補助駆動輪として駆動される車輪の一方と連結されるアウタハウジングとこれらの他方と連結されて同アウタハウジングと同心的かつ回転可能に支持されたインナシャフトとの間にメインクラッチ、カム機構及び電磁式のコントロールクラッチ機構を配設して構成され、前記コントロールクラッチ機構の電磁コイルに電流を印加することにより生じるトルクを前記カム機構にて軸方向の推力に変換して同推力により前記メインクラッチを係合させて前記電動モータの駆動力を前記インナシャフトを介して前記補助駆動輪に伝達する補助駆動手段とを備えた車両において、
当該車両の選択された進行方向が前進から後進またはその逆になって前記電動モータが反転するとき前記コントロールクラッチ機構の電磁コイルに印加される電流を一時的に遮断して、同コントロールクラッチ機構の係合が解除されて前記カム機構のカムフォロアーが中立位置になった状態にて同カム機構の押圧側カム部材と被押圧側カム部材が相対的に反転するようにしたことを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の前後輪駆動車用の駆動装置において、前記主駆動手段として内燃機関であるエンジンを採用するとともに、前記電動モータに対する電力の供給源として前記エンジンによって駆動される発電機を採用したことを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の前後輪駆動車用の駆動装置において、前記発電機で発生する電力が低電圧バッテリーに蓄電され、同低電圧バッテリーからＤＣ−ＤＣコンバータを経て高電圧バッテリーに蓄電され、同高電圧バッテリーから前記電動モータに供給されるようにしたことを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
【請求項４】
請求項２に記載の前後輪駆動車用の駆動装置において、前記発電機にて発生する電力が、同発電機を低電圧バッテリーと前記電動モータとに選択的に電気的接続が可能な切替スイッチを介して前記電動モータに供給されるようにしたことを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前後輪駆動車用の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の駆動装置の一形式として、前後輪の一方の車輪を主駆動輪として駆動する主駆動手段と、前後輪の他方の車輪を補助駆動輪として駆動する補助駆動手段を備えた前後輪駆動車用の駆動装置がある。この種の駆動装置は、当該車両の通常走行時には主駆動手段にて主駆動輪を駆動して主駆動輪単独の二輪駆動走行状態とし、同車両の発進時や低速走行時には主駆動手段と補助駆動手段を駆動することにより、主駆動輪と補助駆動輪を共に駆動して前後両輪駆動の走行状態とするものであり、その一例が、特開２００１−２５３２５６号公報に「車両駆動装置」の名称で提案されている。
【０００３】
上記の車両駆動装置は、具体的には、前輪側の主駆動手段であるエンジンによって主駆動輪を駆動し、後輪側の補助駆動手段である電動モータによって補助駆動輪を駆動するもので、エンジンによって駆動される第１の発電機にて発生する電力を蓄電する低電圧バッテリーと、同エンジンによって駆動される第２の発電機にて発生する電力を前記電動モータに供給して後輪側の補助駆動輪を駆動するように構成されている。
【０００４】
この車両駆動装置においては、上記の電動モータと同電動モータによって駆動される後輪側の補助駆動輪の間に電磁クラッチが介装されていて、この電磁クラッチは後輪側が非駆動の状態にある場合にはその係合が解除され、後輪側を駆動状態にする場合には係合されて電動モータと後輪側の補助駆動輪とを駆動力伝達可能に連結する。
【０００５】
しかして、上記の車両駆動装置によれば、通常の四輪駆動車では必須不可欠としている、エンジンの駆動力を後輪側へ伝達するための長尺のドライブシャフト等、長尺の駆動力伝達機構が不要となり、車両の重量の低減と、大幅な省エネルギー化とを図ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記形式の駆動装置においては、補助駆動輪の駆動時に、補助駆動輪側と補助駆動手段である電動モータとを電磁クラッチで駆動力伝達可能に連結する構成となっている。このため、当該形成の駆動装置においては、電磁クラッチの構造上から、下記のごとき固有の問題が存在する。
【０００７】
当該形式の補助駆動手段は、電動モータの出力軸及び補助駆動源として駆動される車輪の一方と連続されるアウタハウジングとこれらの他方と連結されて同アウタハウジングと同心的かつ回転可能に支持されたインナシャフトの間にメインクラッチ、カム機構及び電磁式のコントロールクラッチ機構を配設して構成されている。
【０００８】
この補助駆動手段においては、前記コントロールクラッチ機構の電磁コイルに電流を印加することにより生じるトルクを前記カム機構にて軸方向の推力に変換して同推力により前記メインクラッチを係合させて前記電動モータの駆動力を前記インナシャフトを介して前記補助駆動輪に伝達する。この場合、メインクラッチの係合（ＯＮ）は、アウタハウジングとインナシャフトの結合を意味し、この結合状態はコントロールクラッチ機構の電磁コイルへの電流の印加を停止することにより解除される。したがって、当該メインクラッチの遮断（ＯＦＦ）とは、上記の結合状態を解除状態に復帰させることを意味する。
【０００９】
ところで、上記の補助駆動手段においては、カム機構を構成する一対のカム部材の一方はアウタハウジング側に連結しかつ他方はインナシャフト側に連結していて、これら両カム部材はこれらのカム溝に介在するカムフォロアーを介して互いに連結されていることから、車両の前進および後進（前後の走行方向）が変更される場合には、両カム部材は互いに反転することになる。カム機構において、両カム部材間に反転状態が発生すると、カムフォロアーは互いに反転するカム部材のカム溝の側壁面に衝突して異音を発生させる。
【００１０】
本発明の目的は、上記の補助駆動手段を備えた前後輪駆動車用の駆動装置において、車両の前後の走行方向を変更する際にカム機能からの異音の発生を防止することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前後車輪の一方の車輪を主駆動輪として駆動する主駆動手段と、該主駆動手段に設けた発電機からの給電によって駆動される電動モータと、該電動モータの出力軸および補助駆動輪として駆動される車輪の一方と連結されるアウタハウジングとこれらの他方と連結されて同アウタハウジングと同心的かつ回転可能に支持されたインナシャフトとの間にメインクラッチ、カム機構及び電磁式のコントロールクラッチ機構を配設して構成され、前記コントロールクラッチ機構の電磁コイルに電流を印加することにより生じるトルクを前記カム機構にて軸方向の推力に変換して同推力により前記メインクラッチを係合させて前記電動モータの駆動力を前記インナシャフトを介して前記補助駆動輪に伝達する補助駆動手段とを備えた前後車輪駆動車用の駆動装置を適用対象とする。
【００１２】
しかして、本発明の駆動装置は、当該車両の選択された進行方向が前進から後進またはその逆になって前記電動モータが反転するとき前記コントロールクラッチ機構の電磁コイルに印加される電流を一時的に遮断して、同コントロールクラッチ機構の係合が解除されて前記カム機構のカムフォロアが中立位置になった状態にて同カム機構の押圧側カム部材と被押圧側カム部材が相対的に反転するようにしたことに構成上の特徴がある。
【００１３】
本発明の実施にあたって、上記の駆動装置における前記主駆動手段として内燃機関であるエンジンを採用するとともに、前記電動モータに対する電力の供給源として前記エンジンで駆動する発電機を採用することができる。
【００１４】
上記構成の駆動装置においては、前記発電機で発生する電力を低電圧バッテリーに蓄電し、同低電圧バッテリーからＤＣ−ＤＣコンバータを経て高電圧バッテリーに蓄電し、同高電圧バッテリーから前記電動モータに供給する手段を採ることができる。
【００１５】
さらに、上記構成の駆動装置においては、前記発電機で発生する電力を低電圧バッテリーと前記電動モータとに選択的に電気的接続が可能な切替スイッチを介して前記電動モータに供給する手段を採用することができる。
【００１６】
【発明の作用・効果】
本発明による前後輪駆動車用の駆動装置においては、当該車両の選択された進行方向が前進から後進またはその逆になって前記電動モータが反転するとき前記コントロールクラッチ機構の電磁コイルに印加される電流を一時的に遮断して、同コントロールクラッチ機構の係合が解除されて前記カム機構のカムフォロアが中立位置なった状態にて同カム機構の押圧側カム部材と被押圧側カム部材が相対的に反転するようにしたことにより、カム機構の両カム部材の反転が解除されて中立状態に一旦復帰した後、コントロールクラッチ機構の再度の係合によってカムフォロアーが中立位置から反転方向へ移行することになる。この結果、両カム部材の反転に伴うカムフォロアーのカム溝の側壁面へ当接する力が緩和され、カムフォロアーのカム溝の側壁面への衝突による異音の発生を防止することができる。
【００１７】
このため、電磁クラッチを構成する両カム部材は、車両の前後の走行方向の変更に伴い反転する際には、両カム部材の反転が解除されて中立状態に一旦復帰し、その後に電磁クラッチを結合することによって、中立位置から反転方向へ移動することになる。この結果、両カム部材の反転に伴うカムフォロアーのカム溝の側壁面へ当接する力が緩和され、カムフォロアーのカム溝の側壁面への衝突による異音の発生を防止することができる。
【００１８】
本発明は、前後車輪の一方の車輪を主駆動輪として駆動する主駆動手段と、該主駆動手段に設けた発電機からの給電によって駆動される電動モータと、該電動モータの出力軸に連結した入力側のアウタハウジングと同アウタハウジングと同心的に回転可能に支持されて補助駆動輪として駆動される前後車輪の他方の車輪に連結されるインナシャフトの間にメインクラッチ、カム機構及び電磁式のコントロールクラッチ機構を配設して構成され、前記コントロールクラッチ機構の電磁コイルに電流を印加することにより生じるトルクを前記カム機構にて軸方向の推力に変換して同推力により前記メインクラッチを係合させて前記電動モータの駆動力を前記インナシャフトを介して前記補助駆動輪に伝達する補助駆動手段とを備えた前後輪駆動車用の駆動装置を適用対象とするものである。
【００１９】
当該形式の前後輪駆動車用の駆動装置には、幾多のタイプの駆動装置があり、本実施形態では、本発明者等が開発した２つのタイプの駆動装置を図１および図４に例示する。これらの駆動装置は、いずれも、主駆動輪を前輪として内燃機関であるエンジンで駆動し、補助駆動輪を後輪として電動モータで駆動するものである。
【００２０】
図１には、本発明に係る第１駆動装置を搭載した第１の四輪駆動車１０を概略的に示している。第１駆動装置は、前輪側を駆動する第１駆動機構１０ａと、後輪側を駆動する第２駆動機構１０ｂと、これら両駆動機構１０ａ，１０ｂを総合的に制御する制御装置１０ｃを備えている。
【００２１】
第１駆動機構１０ａは、内燃機関であるエンジン１１および発電機であるジェネレータ１２を備えている。第１駆動機構１０ａにおいて、エンジン１１の駆動力は、トランスミッション１３ａ、減速ギヤ列１３ｂ、フロントディファレンシャル１３ｃを経て各ドライブシャフト１３ｄに伝達され、各ドライブシャフト１３ｄによって前輪１３ｅが駆動される。この間、エンジン１１は、ジェネレータ１２を駆動して電力を発生させる。発生した電力は、低電圧バッテリー１４に蓄電される。低電圧バッテリー１４は、補機駆動用のバッテリーであって、例えば１２Ｖバッテリーである。
【００２２】
第２駆動機構１０ｂは、電動モータ１５、ＤＣ−ＤＣコンバータ１６、高電圧バッテリー１７、および電磁クラッチ１８を備えている。高電圧バッテリー１７は、電動モータ１５を駆動する専用のバッテリーであって、例えば３６Ｖバッテリーである。第２駆動機構１０ｂにおいては、電動モータ１５は高電圧バッテリー１７から電力の供給を受けて駆動し、電動モータ１５の駆動力は減速ギヤ列１９ａ、電磁クラッチ１８、およびリヤディファレンシャル１９ｂを経て各ドライブシャフト１９ｃに伝達され、各ドライブシャフト１９ｃによって後輪１９ｄが駆動される。
【００２３】
制御装置１０ｃは、図２に示すように、アクセル開度センサＳ1、車輪速センサＳ2、ブレーキセンサＳ3、高電圧バッテリーの電圧センサＳ4、４ＷＤスイッチの状態を検出するスイッチセンサＳ5、車両の前後走行方向を検出するシフトセンサＳ6に接続されているもので、ＭＰＵ（マイクロプロッセサ）１０ｃ1および駆動回路１０ｃ2を備えている。
【００２４】
ＭＰＵ１０ｃ1は、ＣＰＵと、電動モータ１５および電磁クラッチ１８を制御する制御用プログラムやデータを保持するメモリを有するもので、各センサＳ1〜Ｓ6から出力される検出信号を、インタフェースを介して取り込んで、電動モータ１５や電磁クラッチ１８等の動作すべき状態を判定し、電動モータ１５や電磁クラッチ１８等の動作すべき状態を指令信号として、インタフェースを介して駆動回路１０ｃ2に出力する。駆動回路１０ｃ2は、ＭＰＵ１０ｃ1からの指令信号に基づいて、電動モータ１５の駆動を制御し、かつ、電磁クラッチ１８の断続（ＯＮ−ＯＦＦ）制御を行う。
【００２５】
ＭＰＵ１０ｃ1が有する制御プログラムには、車両の前後の走行方向が切り替わった際に、電磁クラッチ１８の断続（ＯＮ−ＯＦＦ）を制御する制御プログラムが包含されている。当該制御プログラムは、車両の前後の走行方向が切り替わった際には、電磁クラッチ１８を遮断し、その後所定時間の経過後に、電磁クラッチ１８を結合する制御機能を有するものである。
【００２６】
制御装置１０ｃは、４ＷＤスイッチがＯＮしている場合に、電動モータ１５および電磁クラッチ１８の作動状態を選択する制御を行う。制御装置１０ｃは、アクセル開度センサＳ1、車輪速センサＳ2、ブレーキセンサＳ3、高電圧バッテリーの電圧センサＳ4、４ＷＤスイッチの状態を検出するスイッチセンサＳ5、車両の前後進行方向を検出するシフトセンサＳ6からの信号に基づいて、電動モータ１５が作動すべき状態、電磁クラッチ１８の作動すべき状態を判定する。判定結果は、指令信号として駆動回路１０ｃ2に出力され、駆動回路１０ｃ2は、当該指令信号に基づいて電動モータ１５および電磁クラッチ１８の作動を制御する。
【００２７】
図３は、制御装置１０ｃによる電動モータ１５および電磁クラッチ１８の作動を制御する制御プログラムを実行するフローチャートである。制御装置１０ｃを構成するマイクロコンピュータは、ステップ２１にて、４ＷＤスイッチがＯＮ状態であると判定した場合には、ステップ２２にて、電動モータ１５の作動状態を選択すべき判定を行う。また、マイクロコンピュータは、ステップ２１にて、４ＷＤスイッチがＯＦＦ状態であると判定した場合には、ステップ２３にて電磁クラッチ１８をＯＦＦ（遮断）にして、制御プログラムの実行を終了する。
【００２８】
マイクロコンピュータは、ステップ２２にて、電動モータ１５が駆動作動を選択すべき否かの駆動制御の判定を行う。駆動制御の判定は、アクセル開度センサや車輪速センサ等の信号に基づいて行い、車両は低速状態でアクセル開度が一定以上である場合には駆動制御と判定して、プログラムをステップ２４に進め、ステップ２４にて電磁クラッチ１８をＯＮ（結合）にし、ステップ２５にて電動モータ１５を駆動可能状態に制御するとともに、高電圧バッテリー１７から制御装置１０ｃの駆動回路１０ｃ2を介して電動モータ１５へ電力を供給する。これにより、後輪１９ｄは、電動モータ１５の出力トルクによって駆動し、車両を四輪駆動走行状態とする。なお、マイクロコンピュータは、この間、ステップ２４にて電磁クラッチ１８をＯＮ（結合）するに先だって、電磁クラッチ１８のＯＮ−ＯＦＦ制御を図８に示すフローチャートに基づいて実行する。
【００２９】
また、マイクロコンピュータは、ステップ２２にて、駆動制御ではないと判定した場合には、プログラムをステップ２６に進めて電磁クラッチ１８をＯＦＦにするとともに、ステップ２７にて、高電圧バッテリー１７から電動モータ１５へ電力を供給することなく電動モータ１５を非駆動状態に維持する。
【００３０】
マイクロコンピュータは、以上の制御プログラムを当該フローチャートに基づいて循環して実行するとともに、車両の前後の走行方向が変更される場合には、後述する電磁クラッチのＯＮ−ＯＦＦ制御を行う。
【００３１】
このように、当該駆動装置を搭載した前後輪駆動車１０においては、制御装置１０ｃの作動により、必要時、車両を四輪駆動状態に円滑に変更することができるものであるが、後輪１９ｄの駆動手段である電動モータ１５を駆動する駆動源として高電圧バッテリー１７の蓄電電力を採用して、電動モータ１５を駆動する専用の発電機の使用を廃止している。高電圧バッテリー１７は、車両の狭いスペースのどこにでも搭載可能であり、従って、当該駆動装置の車両への搭載性は極めて良好である。
【００３２】
また、電動モータ１５の駆動源として、電動モータ１５を駆動させる専用の発電機に替えて高電圧バッテリー１７の蓄電電力を採用することにより、四輪駆動車の構成には、二輪駆動車の設計を大幅に変更する必要がなくて、四輪駆動車の構成に四輪駆動車の専用設計が不要となる。このため、四輪駆動車を構成するためのコストの増大を大幅に軽減することができる。
【００３３】
また、当該駆動装置においては、高電圧バッテリー１７の蓄電用電源として、主駆動手段であるエンジン１１にて駆動するジェネレータ１２で発生する電力を蓄電する低電圧バッテリー１４を選定して、低電圧バッテリー１４の蓄電電力を高電圧に変換して高電圧バッテリー１７に蓄電させるＤＣ−ＤＣコンバータ１６を備える構成としている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１６は、高電圧バッテリー１７と同様に、車両の狭いスペースのどこにでも搭載可能であり、従って、当該駆動装置の車両への良好な搭載性は十分に確保される。
【００３４】
また、当該駆動装置においては、電動モータ１５の駆動力の後輪１９ｄ側への伝達を断続する電磁クラッチ１８、および、駆動装置の各構成部品を車両の状態に応じて制御する制御装置１０ｃを備える構成としている。これにより、当該駆動装置を、意図する車両状態を的確に形成すべく作動させて、総合的に、エネルギーの利用効率を一層高めることができる。
【００３５】
当該駆動装置は、このように、当該形式の四輪駆動車を構成するために極めて有用な駆動装置であるが、当該駆動装置を構成する制御装置１０ｃは、車両の四輪駆動走行中に前後の走行方向が変更される際に電磁クラッチ１８をＯＮ−ＯＦＦ制御する制御機能を備えていて、車両の前後走行方向の変更に伴う電磁クラッチ１８からの異音の発生を防止している。制御装置１０ｃは、この電磁クラッチ１８のＯＮ−ＯＦＦ制御の制御プログラムを、図８に示すフローチャートに基づいて実行する。
【００３６】
図４は、本発明に係る第２駆動装置を搭載して形成した第２の四輪駆動車３０を概略的に示している。当該駆動装置は、前輪側を駆動する第１駆動機構３０ａと、後輪側を駆動する第２駆動機構３０ｂと、これら両駆動機構３０ａ，３０ｂを総合的に制御する制御装置３０ｃを備えている。
【００３７】
第１駆動機構３０ａは、内燃機関であるエンジン３１および発電機であるジェネレータ３２を備えている。第１駆動機構３０ａにおいて、エンジン３１の駆動力は、トランスミッション３３ａ、減速ギヤ列３３ｂ、フロントディファレンシャル３３ｃを経て各ドライブシャフト１３ｄに伝達され、各ドライブシャフト１３ｄによって前輪３３ｅが駆動される。この間、エンジン３１は、ジェネレータ３２を駆動して電力を発生させる。
【００３８】
第２駆動機構３０ｂは、電動モータ３４および電磁クラッチ３５を備えている。電動モータ３４は、高電圧の電力の供給を受けて駆動する。電磁クラッチ３５がＯＮして結合している場合に電動モータ３４が駆動すると、電動モータ３４の出力トルクは、減速ギヤ列３６ａ、電磁クラッチ３５、およびリヤディファレンシャル３６ｂを経て各ドライブシャフト３６ｃに伝達され、各ドライブシャフト３６ｃによって後輪３６ｄが駆動される。
【００３９】
第１駆動機構３０ａを構成するジェネレータ３２は発電電圧可変の発電機であって、切替スイッチ３７を介して、低電圧バッテリー３８と電動モータ３４とに選択的に接続される構成となっている。低電圧バッテリー３８は、車両に搭載されている各種の補機部品３９を駆動すべく機能する。切替スイッチ３７の切替操動作は、制御装置３０ｃの駆動回路３０ｃ2を介し行われる。
【００４０】
制御装置３０ｃは、図５に示すように、アクセル開度センサＳ1、車輪速センサＳ2、ブレーキセンサＳ3、低電圧バッテリーの電圧センサＳ4、４ＷＤスイッチの状態を検出するスイッチセンサＳ5、車両の前後走行方向を検出するシフトセンサＳ6に接続されているもので、ＭＰＵ（マイクロプロッセサ）３０ｃ1および駆動回路３０ｃ2を備えている。
【００４１】
ＭＰＵ３０ｃ1は、ＣＰＵと、電動モータ３４、電磁クラッチ３５および切替スイッチ３７を制御する制御プログラムやデータを保持するメモリを有するもので、各センサＳ1〜Ｓ6にて出力される検出信号を、インタフェースを介して取り込んで、電動モータ３４、電磁クラッチ３５および切替スイッチ３７の動作すべき状態を判定し、電動モータ３４，電磁クラッチ３５および切替スイッチ３７の動作すべき状態を指令信号として、インタフェースを介して駆動回路３０ｃ2に出力する。駆動回路３０ｃ2は、ＭＰＵ３０ｃ1からの指令信号に基づいて、切替スイッチ３７の切替動作を制御し、電動モータ３４の駆動を制御し、かつ、電磁クラッチ３５のＯＮ−ＯＦＦ制御を行う。
【００４２】
ＭＰＵ３０ｃ1が有する制御プログラムには、ＭＰＵ１０ｃ1と同様に、車両の前後走行方向が変更される際に、電磁クラッチ３５の断続（ＯＮ−ＯＦＦ）を制御する制御プログラムが包含されている。当該制御プログラムは、車両の前後の進行方向が前回とは異なる方向の場合には、電磁クラッチ３５の結合一旦遮断した後に再度結合する制御機能を有するものである。
【００４３】
制御装置３０ｃを構成するマイクロコンピュータは、４ＷＤスイッチがＯＮしている場合に、四輪駆動状態を選択すべきか否かを判定し、四輪駆動状態を選択すべき判定をした場合には、電磁クラッチ３５をＯＮして結合し、次いで、切替スイッチ３７の切替状態を選択し得る状態にあるか否かを判定し、切替スイッチ３７が切替状態を選択し得る状態にあると判定した場合には、切替スイッチ３７を切替え、かつ、ジェネレータ３２の発電状態を低電圧側から高電圧側に切替えて、ジェネレータ３２を電動モータ３４に接続する。
【００４４】
これにより、ジェネレータ３２は、高電圧の電力を電動モータ３４に供給して、電動モータ３４を駆動して車両を四輪駆動状態に形成する。なお、マイクロコンピュータによる四輪駆動状態を選択すべきか否かの判定は、アクセル開度センサＳ1、車輪速センサＳ2、ブレーキセンサＳ3、低電圧バッテリーの電圧センサＳ4、４ＷＤスイッチの状態を検出するスイッチセンサＳ5、車両の前後走行方向を検出するシフトセンサＳ6からの検出信号に基づいて行い、車両の発進時、加速時、低速走行時等で、低電圧バッテリー３８に十分な蓄電量が残存している場合に、四輪駆動状態を形成する。
【００４５】
制御装置３０ｃを構成するマイクロコンピュータは、以上の制御プログラムを、図６に示すフローチャートに基づいて実行する。マイクロコンピュータは、ステップ４１にて低電圧バッテリー３８の蓄電電力の残量をモニタし、蓄電電力の残量が所定値Ａ未満であると判定した場合にはプログラムをステップ４２に進め、また、蓄電電力の残量が所定値Ａ以上であると判定した場合にはプログラムをステップ４３に進める。
【００４６】
マイクロコンピュータは、ステップ４２にて、低電圧側における電力の現在の消費量をモニタし、消費量が所定値Ｂ未満である場合にはプログラムをステップ４３に進め、また、消費量が所定値Ｂ以上である場合にはプログラムをステップ４４に進める。これにより、ジェネレータ３２と低電圧バッテリー３８および補機部品３９との接続関係が保持され、ジェネレータ３２は、低電圧バッテリー３８および補機部品３９への低電圧の電力の供給を継続する。
【００４７】
マイクロコンピュータは、ステップ４３では、車両が四輪駆動すべき状態か否かを判定し、車両が四輪駆動すべき状態ではないと判定した場合には、プログラムをステップ４４に進める。これにより、ジェネレータ３２と低電圧バッテリー３８および補機部品３９との接続関係が保持され、ジェネレータ３２は、低電圧バッテリー３８および補機部品３９への低電圧の電力の供給を継続する。
【００４８】
マイクロコンピュータは、ステップ４３にて、車両が四輪駆動すべき状態にあると判定した場合にはプログラムをステップ４５に進める。ステップ４５では、電磁クラッチ３５をＯＮし、切替スイッチ３７を電動モータ３４側へ切替え、かつ、ジェネレータ３２を高電圧発電側に切替える。これにより、電動モータ３４はジェネレータ３２から高電圧の電力の供給を受けて駆動し、車両を四輪駆動状態に形成する。
【００４９】
マイクロコンピュータは、以上の制御プログラムを当該フローチャートに基づいて循環して実行するとともに、車両の前後の走行方向が変更される場合には、ステップ４５に先立て、後述する電磁クラッチのＯＮ−ＯＦＦ制御を行う。
【００５０】
このように、当該駆動装置においては、制御装置３０ｃの作動により、必要時、車両を四輪駆動状態に円滑に形成することができるが、当該駆動装置では、主駆動手段であるエンジン３１にて駆動して電力を発生する発電機として、従来の発電機に替えて、発電電圧可変のジェネレータ３２を採用し、ジェネレータ３２を従来の低電圧系補機側である低電圧バッテリー３８および補機部品３９と、高電圧系の電動モータ３４とに選択的に接続可能に構成している。これにより、当該駆動装置においては、ジェネレータ３２で電動モータ３４を駆動して後輪３６ｄ側を駆動させることができて、ジェネレータ３２の電力によって車両を四輪駆動状態に形成することができる。
【００５１】
また、当該駆動装置においては、主駆動手段であるエンジン３１にて駆動して電力を発生する発電機として、従来の発電機に替えて、発電電圧可変のジェネレータ３２を採用して、ジェネレータ３２を電動モータ３４の駆動源としていることから、電動モータ３４を駆動するための専用の発電機や、その他の電動機専用の駆動手段は不要である。従って、当該駆動装置の車両への搭載性は極めて良好である。
【００５２】
また、当該駆動装置においては、主駆動手段であるエンジン３１にて駆動して電力を発生する発電機として発電電圧可変のジェネレータ３２を採用して構成されていることから、当該駆動装置を採用して四輪駆動車を構成する場合、二輪駆動車の構成を大幅に変更する必要はなく、四輪駆動車を構成する場合の四輪駆動車の専用設計を省略することができる。
【００５３】
このため、四輪駆動車を構成するためのコストの増大を大幅に軽減することができる。また、当該駆動装置は、それ自体、新たな高価な部品の追加が不要であることから、四輪駆動車を構成するためのコストの増大を一層大幅に軽減することができる。
【００５４】
当該駆動装置において、車両を四輪駆動状態にすることが要求される場合、例えば、車両の発進時や低速走行時等の短時間の間、ジェネレータ３２から電力を電動モータ３４に供給することから、低電圧系の補機部品３９側への電力は、従来の低電圧バッテリー３７から供給することになり、この場合には、一時的に、低電圧系の補機部品３９側への要求電力が不足することがあり得る。
【００５５】
当該駆動装置においては、この場合を想定して、一時的に低電圧系の補機部品３９側への要求電力が不足する場合には、ジェネレータ３２の高電圧系の電動モータ３４への接続を中止する制御機能を備える制御装置３０ｃを採用している。これにより、車両の四輪駆動状態の形成を一旦中断して、低電圧系補機側への要求電力の不足を補うことができる。
【００５６】
しかして、上記した各四輪駆動車１０，３０を構成している各駆動装置においては、電磁クラッチ１８，３５として、図７（ａ）に示す、従来公知の電磁パイロット式の電磁クラッチＣを採用している。当該電磁クラッチＣは、電動モータの出力軸および後輪側の伝達軸の一方と連結するアウタハウジング５０ａ、これらの他方と連結してアウタハウジング５０ａ内に同心的かつ回転可能に支持されたインナシャフト５０ｂ、これら両者間に位置するメインクラッチ５０ｃ、電磁式のコントロールクラッチ機構５０ｄ、コントロールクラッチ機構５０ｄの出力を倍力してメインクラッチ５０ａに伝達して同クラッチ５０ａを結合するカム機構５０ｅにて構成されている。
【００５７】
当該電磁クラッチＣにおいては、コントロールクラッチ機構５０ｄを構成する電磁石５１の電磁コイルに電流を印加することにより作動し、電磁石５１がアーマチャ５２を吸引してコントロールクラッチ５３を摩擦係合させる。これにより、カム機構５０ｅを構成する第１カム部材５４がアウタハウジング５０ａ側に連結して、第２カム部材５５との間に相対回転が生じる。この相対回転により、カムフォロアー５６が作動して、第２カム部材５５をメインクラッチ５０ｃ側に押動してメインクラッチ５０ｃを摩擦係合する。
【００５８】
これにより、アウタハウジング５０ａとインナシャフト５０ｂとが連結し、当該電磁クラッチＣは結合状態を形成する。当該電磁クラッチＣの結合状態を解除（遮断）するには、電磁石５１の電磁コイルへの電流の印加を停止する。これにより、電磁石５１によるアーマチャ５２に対する吸引力が解消され、アーマチャ５２は復帰してコントロールクラッチ５３の摩擦係合を解除する。この結果、第１カム部材５４は、アウタハウジング５０ａに対する連結状態が解除されて自由状態となり、第２カム部材５５との相対回転が解消される。カム機構５０ｅは、この状態ではメインクラッチ５０ｃに対する押動力は出力することがなく、メインクラッチ５０ｃにおける摩擦係合は解除される。すなわち、当該電磁クラッチＣは結合状態を解除されて、遮断状態を形成する。
【００５９】
ところで、当該電磁クラッチＣにおいては、車両の前後の走行方向が変更される場合には、図７（ｂ）に示すように、カム機構５０ｅの両カム部材５４，５５間で反転状態が発生する。図７（ｂ）は、カム機構５０ｅの両カム部材５４，５５間での反転状態を模式的に示すもので、黒線の矢印は、両カム部材５４，５５の回転方向を示している。車両の前後の走行方向が変更される場合には、例えば、左図の相対回転状態から右図の相対回転状態へ反転する。また、車両の前後の走行方向がさらに変更される場合には可逆的に反転する。
【００６０】
当該電磁クラッチＣにおいて、両カム部材５４，５５の相対回転方向の反転が瞬時に発生すると、カムフォロアー５６は、非当接状態にあった両カム部材５４，５５のカム溝の側壁に衝突して異音を発生させる。この異音は、車両の前後の走行方向が変更される毎に発生する。本発明に係る各駆動装置では、制御装置が、電磁クラッチＣを断続（ＯＮ−ＯＦＦ）制御して電磁クラッチＣからの異音発生を防止する制御機能を備えている。
【００６１】
各四輪駆動車１０，３０においては、電磁クラッチＣが結合（ＯＮ）している状態で、車両の前後走行方向の変更を想定して、制御装置のマイクロコンピュータは、図８に示すフローチャートに基づいて、電磁クラッチＣのＯＮ−ＯＦＦ制御のプログラムを実行する。
【００６２】
制御装置を構成するマイクロコンピュータは、制御プログラムをスタートして、ステップ６１にて、車両の選択された前後の走行方向（シフト方向）を判定する。マイクロコンピュータは、ステップ６１にて、選択されたシフト方向が後進（シフトＲ）ではないと判定した場合には、プログラムをステップ６２に進め、ステップ６２にて前回の前後の走行方向（シフト方向）が後進方向（シフトＲ）であるか否かを判定する。
【００６３】
マイクロコンピュータは、ステップ６２にて、前回の走行方向が後進方向（シフトＲ）であると判定した場合には、ステップ６３にて電磁クラッチＣを遮断（ＯＦＦ）し、前回の走行方向（シフト方向）が前進方向（シフトＦ）であると判定した場合には、電磁クラッチＣを遮断することなくプログラムの実行を終了する。
【００６４】
また、マイクロコンピュータは、ステップ６１にて、選択されたシフト方向が後進（シフトＲ）である判定した場合には、プログラムをステップ６４に進め、ステップ６４にて前回の前後の走行方向（シフト方向）が後進方向（シフトＲ）であると判定した場合には、プログラムの実行を終了する。マイクロコンピュータは、ステップ６４にて、前回の前後の走行方向（シフト方向）が前進方向（シフトＦ）であると判定した場合には、プログラムをステップ６５に進め、ステップ６５にて電磁クラッチＣを遮断（ＯＦＦ）する。
【００６５】
マイクロコンピュータは、プログラムをステップ６３またはステップ６５を経由してステップ６６に進め、ステップ６６にて車速が所定値以下か否かを判定し、車速が所定値以上であると判定した場合には、電磁クラッチＣを結合（ＯＮ）することなくプログラムの実行を終了する。また、マイクロコンピュータは、ステップ６６にて、車速が所定値以下であると判定した場合にはプログラムをステップ６７に進め、ステップ６７にて、当該車速が一定時間経過したか否かを判定する。
【００６６】
マイクロコンピュータは、ステップ６７にて、当該車速が一定時間経過してはいないと判定した場合には、電磁クラッチＣを結合（ＯＮ）することなくプログラムの実行を終了する。また、マイクロコンピュータは、ステップ６７にて、当該車速が一定時間経過しているものと判定した場合には、ステップ６８にて、電磁クラッチＣを結合（ＯＮ）してプログラムの実行を終了する。この間、カム機構５０ｅを構成する両カム部材５４，５５は中立状態に復帰し、カム機構５０ｅが中立状態に復帰した状態で、電磁クラッチＣの結合が行われる。
【００６７】
マイクロコンピュータは、電動モータおよび電磁クラッチの制御プログラムを、図３または図６に示すフローチャートに基づいて実行する間、電磁クラッチが結合状態にある場合に、電磁クラッチのＯＮ−ＯＦＦ制御のプログラムを図８に示すフローチャートに基づいて循環して実行する。
【００６８】
このように、当該電磁クラッチＣのＯＮ−ＯＦＦ制御においては、車両が前後の進行方向を変更（シフトＲ⇔シフトＦ）する際に、予め結合状態にある電磁クラッチＣの結合を遮断し、その後所定時間の経過後に電磁クラッチＣを結合する手段を採っている。このため、電磁クラッチＣの結合は、カム機構５０ｅの両カム部材５４，５５が中立状態に復帰した後に行われることになり、両カム部材５４，５５の反転に伴うカムフォロアー５６のカム溝の側壁面へ当接する力が緩和され、カムフォロアー５６のカム溝の側壁面への衝突による異音の発生を防止することができる。
【００６９】
なお、本発明の各実施形態においては、各電磁クラッチ１８，３５として、図７に示す電磁パイロット式の電磁クラッチＣを採用した例を示しているが、本発明に係る駆動装置においては、当該電磁クラッチＣに替えて、電磁２ウエイクラッチ等でカム機構を有するものを採用することができる。本発明に係る駆動装置においては、これらの電磁クラッチを採用する場合であっても、車両の前進、後進切替時の異音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１駆動装置を搭載して構成した第１の四輪駆動車の概略的構成図である。
【図２】同駆動装置を構成する制御装置の概略構成図である。
【図３】同制御装置が有する駆動制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図４】本発明に係る第２駆動装置を搭載して構成した第２の四輪駆動車の概略的構成図である。
【図５】同駆動装置を構成する制御装置の概略構成図である。
【図６】同制御装置が有する駆動制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図７】各駆動装置を構成する電磁クラッチを示す縦断側面図（ａ）、および、同電磁クラッチを構成するカム機構における反転状態を示す模式図（ｂ）である。
【図８】各駆動装置の制御装置が有する電磁クラッチのＯＮ−ＯＦＦ制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０，３０…四輪駆動車、１０ａ，３０ａ…第１駆動機構、１０ｂ，３０ｂ…第２駆動機構、１０ｃ，３０ｃ…制御装置、１１，３１…エンジン、１２，３２…ジェネレータ、１３ａ，３３ａ…トランスミッション、１３ｂ，３３ｂ…減速ギヤ列、１３ｃ，３３ｃ…フロントディファレンシャル、１３ｅ，３３ｅ…前輪、１４，３８…低電圧バッテリー、１５，３４…電動モータ、１６…ＤＣ−ＤＣコンバータ、１７…高電圧バッテリー、１８，３５…電磁クラッチ、１９ａ，３６ａ…減速ギヤ列、１９ｂ，３６ｂ…リヤディファレンシャル、１９ｃ，３６ｃ…ドライブシャフト、１９ｄ，３６ｄ…後輪、３７…切替スイッチ、３９…補機部品、Ｃ…電磁クラッチ、５０ａ…アウタハウジング、５０ｂ…インナシャフト、５０ｃ…メインクラッチ、５０ｄ…コントロールクラッチ機構、５０ｅ…カム機構、５１…電磁石、５２…アーマチャ、５３…コントロールクラッチ、５４…第１カム部材、５５…第２カム部材、５６…カムフォロアー。
【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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