特開 2024-53197 ４輪駆動車及び駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024053197

(43)【公開日】2024-04-15

(54)【発明の名称】４輪駆動車及び駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/02 20060101AFI20240408BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20240408BHJP

   B60W 10/119 20120101ALI20240408BHJP

【ＦＩ】

B60W10/00 102

B60W10/02

B60W10/08

B60W10/119

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022159297

(22)【出願日】2022-10-03

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野津 知宏

(72)【発明者】

【氏名】三田 将貴

(72)【発明者】

【氏名】永山 剛

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 哲也

【テーマコード（参考）】

3D241

【Ｆターム（参考）】

3D241AA01

3D241AB01

3D241AC06

3D241AE03

3D241AE15

(57)【要約】

【課題】車両の駆動源である電動モータと左右の車輪の間に配置されたクラッチを締結状態にする際のＮＶを抑制することが可能な４輪駆動車を提供することを目的とする。また、本発明は、電動モータとクラッチとを備えた駆動装置のクラッチを締結状態にする際のＮＶを抑制することが可能な駆動装置を提供する。
【解決手段】４輪駆動車１の制御装置４は、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えを行うとき、副駆動源であるフロントモータ３１の回転速度を制御して第１及び第２のクラッチ機構３４，３５のうち一方のクラッチ機構の入力回転部材と出力回転部材とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とした後、フロントモータ３１の回転速度を制御して第１及び第２のクラッチ機構３４，３５のうち他方のクラッチ機構の入力回転部材と出力回転部材とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

左右一対の主駆動輪と、左右一対の副駆動輪と、前記左右一対の主駆動輪を回転駆動する主駆動装置と、前記左右一対の副駆動輪を回転駆動する副駆動装置と、前記主駆動装置及び前記副駆動装置を制御する制御装置とを備え、前記左右一対の主駆動輪及び前記左右一対の副駆動輪を回転駆動する４輪駆動状態と前記左右一対の主駆動輪のみを回転駆動する２輪駆動状態とを切り替え可能な４輪駆動車であって、
前記副駆動装置は、電動モータと、前記電動モータから前記左右一対の副駆動輪のうち一方の副駆動輪への駆動力の伝達を断続する第１のクラッチ機構と、前記電動モータから前記左右一対の副駆動輪のうち他方の副駆動輪への駆動力の伝達を断続する第２のクラッチ機構とを有し、
前記第１のクラッチ機構は、前記電動モータ側の入力回転部材と前記一方の副駆動輪側の出力回転部材とを有し、
前記第２のクラッチ機構は、前記電動モータ側の入力回転部材と前記他方の副駆動輪側の出力回転部材とを有し、
前記制御装置は、前記２輪駆動状態から前記４輪駆動状態への切り替えを行うとき、前記電動モータの回転速度を制御して前記第１及び第２のクラッチ機構のうち一方のクラッチ機構の前記入力回転部材と前記出力回転部材とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とした後、前記電動モータの回転速度を制御して前記第１及び第２のクラッチ機構のうち他方のクラッチ機構の前記入力回転部材と前記出力回転部材とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とする、
４輪駆動車。

【請求項2】

前記副駆動装置は、前記電動モータの出力を前記第１のクラッチ機構側及び前記第２のクラッチ機構側に差動を許容して配分する差動歯車装置を有し、
前記差動歯車装置は、前記電動モータの出力によって回転するケース部材と、前記ケース部材に収容された第１の出力歯車及び第２の出力歯車とを有し、前記第１の出力歯車が前記第１のクラッチ機構の前記入力回転部材に連結され、前記第２の出力歯車が前記第２のクラッチ機構の前記入力回転部材に連結されており、
前記制御装置は、前記他方のクラッチ機構の前記入力回転部材と前記出力回転部材とを回転同期させるとき、前記一方のクラッチ機構の前記入力回転部材及び前記出力回転部材の回転速度を考慮して前記電動モータの回転速度を制御する、
請求項１に記載の４輪駆動車。

【請求項3】

前記制御装置は、前記２輪駆動状態から前記４輪駆動状態への切り替えを行うとき、前記第１及び第２のクラッチ機構のうち、前記出力回転部材の回転速度が遅い方のクラッチ機構を先に回転同期させて駆動力伝達可能な状態とする、
請求項２に記載の４輪駆動車。

【請求項4】

前記制御装置は、路面状態又は車両走行状態に応じて、前記２輪駆動状態から前記４輪駆動状態への切り替えを速やかに行う必要があるとき、前記第１のクラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とする制御と前記第２のクラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とする制御とを同時並行に行う、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の４輪駆動車。

【請求項5】

前記制御装置は、前記２輪駆動状態から前記４輪駆動状態への切り替えを行うとき、前記電動モータのトルクを、当該電動モータの回転速度を維持できる程度の値に制限する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の４輪駆動車。

【請求項6】

車両の左右輪を駆動する駆動装置であって、
電動モータと、前記電動モータから前記左右輪のうち一方の車輪への駆動力の伝達を断続する第１のクラッチ機構と、前記電動モータから前記左右輪のうち他方の車輪への駆動力の伝達を断続する第２のクラッチ機構と、前記電動モータならびに前記第１及び第２のクラッチ機構を制御する制御装置とを有し、
前記第１のクラッチ機構は、前記電動モータ側の入力回転部材と前記一方の車輪側の出力回転部材とを有し、
前記第２のクラッチ機構は、前記電動モータ側の入力回転部材と前記他方の車輪側の出力回転部材とを有し、
前記制御装置は、前記第１及び第２のクラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とするとき、前記電動モータの回転速度を制御して前記第１及び第２のクラッチ機構のうち一方のクラッチ機構の前記入力回転部材と前記出力回転部材とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とした後、前記電動モータの回転速度を制御して前記第１及び第２のクラッチ機構のうち他方のクラッチ機構の前記入力回転部材と前記出力回転部材とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とする、
駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、左右の主駆動輪を主駆動装置によって駆動し、前記左右の副駆動輪を電動モータを有する副駆動装置によって駆動する４輪駆動車、及び駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電動モータを駆動源として有する車両には、例えば特許文献１に記載されているもののように、電動モータと左右の車輪との間にそれぞれクラッチが配置され、これらのクラッチによって電動モータと車輪との動力伝達経路を断続可能なものがある。このような車両では、電動モータがトルクを発生していない状態での車両走行時に、クラッチによって動力伝達経路を遮断することにより、電動モータが車輪の回転による逆入力によって回転することで発生する動力ロスが低減される。

【0003】

特許文献１に記載の車両は、クラッチが遮断された状態から係合される状態への移行時に、先ずクラッチの係合制御及びモータの駆動制御をそれぞれの予備トルクで行い、クラッチとモータとの回転同期が判定された後にクラッチのトルク及びモータのトルクを高めることにより、モータの慣性に起因する出力軸トルクの変動を抑制するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１３４５３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のように構成された車両において、クラッチを係合する際に音や振動（以下、ＮＶと称する）が発生すると、運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。特に、電動モータを駆動源とする車両では、内燃機関であるエンジンを駆動源とする車両に比較して走行時のＮＶが低く抑えられているので、僅かなＮＶが運転者に感知されやすく、クラッチの作動時においても高度な静粛性及び低振動性が要求される。

【0006】

そこで、本発明は、車両の駆動源である電動モータと左右の車輪の間にクラッチが配置された４輪駆動車であって、クラッチを締結状態にする際のＮＶを抑制することが可能な４輪駆動車を提供することを目的とする。また、本発明は、電動モータとクラッチとを備え、車両の左右輪を駆動する駆動装置であって、クラッチを締結状態にする際のＮＶを抑制することが可能な駆動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】

【0007】

本発明は、上記の目的を達成するため、左右一対の主駆動輪と、左右一対の副駆動輪と、前記左右一対の主駆動輪を回転駆動する主駆動装置と、前記左右一対の副駆動輪を回転駆動する副駆動装置と、前記主駆動装置及び前記副駆動装置を制御する制御装置とを備え、前記左右一対の主駆動輪及び前記左右一対の副駆動輪を回転駆動する４輪駆動状態と前記左右一対の主駆動輪のみを回転駆動する２輪駆動状態とを切り替え可能な４輪駆動車であって、前記副駆動装置は、電動モータと、前記電動モータから前記左右一対の副駆動輪のうち一方の副駆動輪への駆動力の伝達を断続する第１のクラッチ機構と、前記電動モータから前記左右一対の副駆動輪のうち他方の副駆動輪への駆動力の伝達を断続する第２のクラッチ機構とを有し、前記第１のクラッチ機構は、前記電動モータ側の入力回転部材と前記一方の副駆動輪側の出力回転部材とを有し、前記第２のクラッチ機構は、前記電動モータ側の入力回転部材と前記他方の副駆動輪側の出力回転部材とを有し、前記制御装置は、前記２輪駆動状態から前記４輪駆動状態への切り替えを行うとき、前記電動モータの回転速度を制御して前記第１及び第２のクラッチ機構のうち一方のクラッチ機構の前記入力回転部材と前記出力回転部材とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とした後、前記電動モータの回転速度を制御して前記第１及び第２のクラッチ機構のうち他方のクラッチ機構の前記入力回転部材と前記出力回転部材とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とする、４輪駆動車を提供する。

【0008】

また、本発明は、上記の目的を達成するため、車両の左右輪を駆動する駆動装置であって、電動モータと、前記電動モータから前記左右輪のうち一方の車輪への駆動力の伝達を断続する第１のクラッチ機構と、前記電動モータから前記左右輪のうち他方の車輪への駆動力の伝達を断続する第２のクラッチ機構と、前記電動モータならびに前記第１及び第２のクラッチ機構を制御する制御装置とを有し、前記第１のクラッチ機構は、前記電動モータ側の入力回転部材と前記一方の車輪側の出力回転部材とを有し、前記第２のクラッチ機構は、前記電動モータ側の入力回転部材と前記他方の車輪側の出力回転部材とを有し、前記制御装置は、前記第１及び第２のクラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とするとき、前記電動モータの回転速度を制御して前記第１及び第２のクラッチ機構のうち一方のクラッチ機構の前記入力回転部材と前記出力回転部材とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とした後、前記電動モータの回転速度を制御して前記第１及び第２のクラッチ機構のうち他方のクラッチ機構の前記入力回転部材と前記出力回転部材とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とする、駆動装置を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る４輪駆動車及び駆動装置によれば、クラッチを締結する際の振動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４輪駆動車の概略の構成例を模式的に示す概略構成図である。

【図2】制御装置が実行する処理のフローチャートである。

【図3】第１のクラッチ機構の締結動作と第２のクラッチ機構の締結動作とを同時並行で実施する処理を詳細に示すフローチャートである。

【図4】第１のクラッチ機構を締結した後に第２のクラッチ機構を締結する処理を示すフローチャートである。

【図5】第２のクラッチ機構を締結した後に第１のクラッチ機構を締結する処理を示すフローチャートである。

【図6】（ａ）は、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えを行うときのデフケース、第１のクラッチ機構の出力回転部材、ならびに第２のクラッチ機構の入力回転部材及び出力回転部材の回転速度の変化の一例を示すグラフである。（ｂ）は、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えを行うときのフロントモータのトルクの変化の一例を示すグラフである。

【図7】第２の実施の形態に係る４輪駆動車の概略の構成例を模式的に示す概略構成図である。

【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６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４輪駆動車１の概略の構成例を模式的に示す概略構成図である。４輪駆動車１は、左右一対の主駆動輪である左後輪１１及び右後輪１２と、左右一対の副駆動輪である左前輪１３及び右前輪１４と、左後輪１１及び右後輪１２を回転駆動する主駆動装置２と、左前輪１３及び右前輪１４を回転駆動する副駆動装置３と、主駆動装置２及び副駆動装置３を制御する制御装置４とを備えている。４輪駆動車１は、制御装置４の制御によって、左後輪１１及び右後輪１２ならびに左前輪１３及び右前輪１４を回転駆動する４輪駆動状態と、左後輪１１及び右後輪１２のみを回転駆動する２輪駆動状態とを切り替え可能である。

【0013】

主駆動装置２は、リヤモータ２１と、減速機構２２と、ディファレンシャル装置２３とを有している。ディファレンシャル装置２３は、デフケース２３１と、デフケース２３１と共に回転するピニオンギヤシャフト２３２と、ピニオンギヤシャフト２３２に軸支された一対のピニオンギヤ２３３と、一対のピニオンギヤ２３３に噛み合う左サイドギヤ２３４及び右サイドギヤ２３５とを有している。左サイドギヤ２３４は、ドライブシャフト１１１によって左後輪１１に連結されており、右サイドギヤ２３５は、ドライブシャフト１２１によって右後輪１２に連結されている。

【0014】

リヤモータ２１の出力回転は、減速機構２２により減速されてデフケース２３１に伝達される。ディファレンシャル装置２３は、減速機構２２を介してリヤモータ２１からデフケース２３１に入力された駆動力を、左サイドギヤ２３４からドライブシャフト１１１を介して左後輪１１へ、また、右サイドギヤ２３５からドライブシャフト１２１を介して右後輪１２へ、差動を許容して配分する。このように、リヤモータ２１の駆動力は、常に左後輪１１及び右後輪１２に伝達される。

【0015】

副駆動装置３は、フロントモータ３１と、減速機構３２と、ディファレンシャル装置３３と、ディファレンシャル装置３３と左前輪１３との間に配置された第１のクラッチ機構３４と、ディファレンシャル装置３３と右前輪１４との間に配置された第２のクラッチ機構３５とを有している。ディファレンシャル装置３３は、本発明の差動歯車装置の一態様である。

【0016】

ディファレンシャル装置３３は、デフケース３３１と、デフケース３３１と共に回転するピニオンギヤシャフト３３２と、ピニオンギヤシャフト３３２に軸支された一対のピニオンギヤ３３３と、一対のピニオンギヤ３３３に噛み合う左サイドギヤ３３４及び右サイドギヤ３３５とを有している。一対のピニオンギヤ３３３、左サイドギヤ３３４、及び右サイドギヤ３３５は、デフケース３３１に収容されている。デフケース３３１は、本発明のケース部材の一態様であり、左サイドギヤ３３４及び右サイドギヤ３３５は、本発明の第１及び第２の出力歯車の一態様である。

【0017】

フロントモータ３１の出力回転は、減速機構３２により減速されてデフケース３３１に伝達され、デフケース３３１がフロントモータ３１の出力によって回転する。ディファレンシャル装置３３は、減速機構３２を介してフロントモータ３１からデフケース３３１に入力された駆動力を、第１のクラッチ機構３４側及び第２のクラッチ機構３５側に差動を許容して配分する。

【0018】

第１のクラッチ機構３４は、フロントモータ３１から左前輪１３への駆動力の伝達を断続する。第２のクラッチ機構３５は、フロントモータ３１から右前輪１４への駆動力の伝達を断続する。第１のクラッチ機構３４及び第２のクラッチ機構３５は、制御装置４によって制御される。４輪駆動車１を４輪駆動状態とするときには、制御装置４が第１のクラッチ機構３４及び第２のクラッチ機構３５を共に駆動力伝達可能な状態とする。また、４輪駆動車１を２輪駆動状態とするときには、制御装置４が第１のクラッチ機構３４及び第２のクラッチ機構３５を共に駆動力伝達不能な状態とする。本実施の形態では、第１のクラッチ機構３４及び第２のクラッチ機構３５がシンクロ機構を有しない噛み合いクラッチ（ドグクラッチ）として構成されている。

【0019】

第１のクラッチ機構３４は、入力回転部材３４１と、出力回転部材３４２と、入力回転部材３４１と出力回転部材３４２とを相対回転不能に連結する連結部材３４３と、連結部材３４３を動作させるアクチュエータ３４４とを有している。同様に、第２のクラッチ機構３５は、入力回転部材３５１と、出力回転部材３５２と、入力回転部材３５１と出力回転部材３５２とを相対回転不能に連結する連結部材３５３と、連結部材３５３を動作させるアクチュエータ３５４とを有している。

【0020】

第１及び第２のクラッチ機構３４，３５の入力回転部材３４１，３５１は、出力回転部材３４２，３５２よりもフロントモータ３１及びディファレンシャル装置３３側に設けられている。第１のクラッチ機構３４の入力回転部材３４１には、ディファレンシャル装置３３の左サイドギヤ３３４が相対回転不能に連結され、第２のクラッチ機構３５の入力回転部材３５１には、ディファレンシャル装置３３の右サイドギヤ３３５が相対回転不能に連結されている。

【0021】

第１のクラッチ機構３４の出力回転部材３４２は、入力回転部材３４１と同軸上で、入力回転部材３４１よりも左前輪１３側に設けられている。第２のクラッチ機構３５の出力回転部材３５２は、入力回転部材３５１と同軸上で、入力回転部材３５１よりも右前輪１４側に設けられている。第１のクラッチ機構３４の出力回転部材３４２には、左前輪１３に連結されたドライブシャフト１３１が相対回転不能に連結され、第２のクラッチ機構３５の出力回転部材３５２には、右前輪１４に連結されたドライブシャフト１４１が相対回転不能に連結されている。

【0022】

第１のクラッチ機構３４の入力回転部材３４１及び出力回転部材３４２、ならびに第２のクラッチ機構３５の入力回転部材３５１及び出力回転部材３５２は、外周面にそれぞれ外歯スプライン３４１ａ，３４２ａ，３５１ａ，３５２ａが形成された小径の円筒状である。第１のクラッチ機構３４の連結部材３４３及び第２のクラッチ機構３５の連結部材３５３は、内周面に内歯スプライン３４３ａ，３５３ａが形成された大径の円筒状である。

【0023】

第１のクラッチ機構３４のアクチュエータ３４４は、連結部材３４３を、連結部材３４３の内歯スプライン３４３ａが入力回転部材３４１の外歯スプライン３４１ａ及び出力回転部材３４２の外歯スプライン３４２ａに共に噛み合う連結位置と、連結部材３４３の内歯スプライン３４３ａが出力回転部材３４２の外歯スプライン３４２ａに噛み合わない遮断位置との間で軸方向に移動させることが可能である。連結部材３４３が連結位置にあるとき、第１のクラッチ機構３４が駆動力伝達可能な状態となり、連結部材３４３が遮断位置にあるとき、第１のクラッチ機構３４が駆動力伝達不能な状態となる。

【0024】

同様に、第２のクラッチ機構３５のアクチュエータ３５４は、連結部材３５３を、連結部材３５３の内歯スプライン３５３ａが入力回転部材３５１の外歯スプライン３５１ａ及び出力回転部材３５２の外歯スプライン３５２ａに共に噛み合う連結位置と、連結部材３５３の内歯スプライン３５３ａが出力回転部材３５２の外歯スプライン３５２ａに噛み合わない遮断位置との間で軸方向に移動させることが可能である。連結部材３５３が連結位置にあるとき、第２のクラッチ機構３５が駆動力伝達可能な状態となり、連結部材３５３が遮断位置にあるとき、第２のクラッチ機構３５が駆動力伝達不能な状態となる。

【0025】

リヤモータ２１は、後輪側の駆動源であり、フロントモータ３１は、前輪側の駆動源である。リヤモータ２１及びフロントモータ３１は、高出力型の電動モータであり、出力トルク及び回転速度が制御装置４によって制御される。リヤモータ２１は、フロントモータ３１よりも大きなトルクを出力可能である。４輪駆動車１は、リヤモータ２１及びフロントモータ３１に駆動電流を供給するための強電バッテリ５０、リヤインバータ５１、及びフロントインバータ５２を備えている。

【0026】

リヤモータ２１には、強電バッテリ５０から供給される直流電流をリヤインバータ５１によってスイッチングした交流電流が駆動電流として供給される。フロントモータ３１には、強電バッテリ５０から供給される直流電流をフロントインバータ５２によってスイッチングした交流電流が駆動電流として供給される。制御装置４は、リヤインバータ５１及びフロントインバータ５２に対してスイッチング素子をスイッチングさせるスイッチング信号を送り、運転者のアクセル操作やブレーキ操作に応じてリヤモータ２１及びフロントモータ３１の出力トルク及び回転速度を制御する。

【0027】

また、４輪駆動車１には、左後輪１１及び右後輪１２ならびに左前輪１３及び右前輪１４のそれぞれの回転速度を検出する車輪速センサや、ヨーレイトセンサ、車両前後方向の加速度を検出する加速度センサ、及び操舵角センサ等の各種センサが搭載されている。制御装置４は、これらのセンサの検出結果の情報を取得可能であり、取得した各種センサの検出結果に基づいて車両走行状態を検出可能である。また、制御装置４は、例えば車載カメラの撮像結果に基づいて、路面状態を検出することが可能である。

【0028】

制御装置４は、例えば路面状態や車両走行状態に応じて、もしくは運転者のスイッチ操作等による走行モードの切り替え操作に応じて、４輪駆動車１の駆動状態を２輪駆動状態から４輪駆動状態に切り替える。この切り替えの際、第１のクラッチ機構３４及び第２のクラッチ機構３５において、連結部材３４３，３５３の内歯スプライン３４３ａ，３５３ａが出力回転部材３４２，３５２の外歯スプライン３５１ａ，３５２ａに衝突すること等により発生する音や振動（ＮＶ）が運転者に感知されると、運転者に不快感を与えてしまうおそれがある。このため、本実施の形態では、制御装置４が以下のようにフロントモータ３１ならびに第１のクラッチ機構３４及び第２のクラッチ機構３５を制御することで、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替え時のＮＶを抑制する。

【0029】

すなわち、制御装置４は、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えを行うとき、４輪駆動状態への切り替えの緊急度が高い場合を除き、フロントモータ３１の回転速度を制御して第１及び第２のクラッチ機構３４，３５のうち一方のクラッチ機構の入力回転部材（第１のクラッチ機構３４の入力回転部材３４１又は第２のクラッチ機構３５の入力回転部材３５１）と出力回転部材（第１のクラッチ機構３４の出力回転部材３４２又は第２のクラッチ機構３５の出力回転部材３５２）とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とした後、フロントモータ３１の回転速度を制御して第１及び第２のクラッチ機構３４，３５のうち他方のクラッチ機構の入力回転部材と出力回転部材とを回転同期させて当該クラッチ機構を駆動力伝達可能な状態とする。

【0030】

また、本実施の形態では、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えを行うとき、第１及び第２のクラッチ機構３４，３５のうち、出力回転部材３４２，３５２の回転速度が遅い方のクラッチ機構を先に回転同期させて駆動力伝達可能な状態とする。なお、制御装置４は、例えば左前輪１３の車輪速を検出する車輪速センサの検出結果により、第１のクラッチ機構３４の出力回転部材３４２の回転速度を検出することができ、右前輪１４の車輪速を検出する車輪速センサの検出結果により、第２のクラッチ機構３５の出力回転部材３５２の回転速度を検出することができる。

【0031】

次に、制御装置４が２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えを行うときに実行する処理のより詳細な具体例について、フローチャートを参照して説明する。

【0032】

図２は、制御装置４が実行する処理のフローチャートである。制御装置４は、４輪駆動車１が２輪駆動状態で走行しているとき、４輪駆動状態に切り替えるか否かを所定の時間間隔で判断する（ステップＳ１）。このステップＳ１の処理では、例えば路面状態や車両走行状態に基づき、路面の推定摩擦係数が所定値よりも低い場合や、車両挙動が不安定になった場合又は車両挙動が不安定になるおそれがある場合に、４輪駆動状態に切り替えると判断する。また、車室内に設けられた走行モードの切り替えスイッチ又は切り替えレバーを運転者が２輪駆動の選択位置から４輪駆動の選択位置に切り替えた場合にも、４輪駆動状態に切り替えると判断する。なお、２輪駆動状態での走行時には、フロントモータ３１が回転停止状態である。

【0033】

制御装置４は、４輪駆動状態に切り替えると判断したとき（Ｓ１：Ｙｅｓ）、４輪駆動状態への切り替えを速やかに行う必要があるか否か、すなわち４輪駆動状態への切り替えの緊急度が高いか否かを判定する（ステップＳ２）。制御装置４は、例えば凍結路に進入したときや、急激なオーバーステア又はアンダーステア等により車両挙動が不安定になったとき、あるいはアクセルペダルが踏み込まれた急加速時等に緊急度が高いと判定する。

【0034】

制御装置４は、緊急度が高いと判定したとき（Ｓ２：Ｙｅｓ）、左前輪１３の回転速度と右前輪１４の回転速度との差が所定値以下か否かを判定し（ステップＳ３）、この判定の結果がＹｅｓであれば、第１のクラッチ機構３４の締結動作と第２のクラッチ機構３５の締結動作とを同時並行で実施する（ステップＳ４）。なお、ここで左前輪１３の回転速度と右前輪１４の回転速度との差が所定値以下である場合にのみステップＳ４の処理を実行するのは、左前輪１３の回転速度と右前輪１４の回転速度との差が大きい場合には、第１及び第２のクラッチ機構３４，３５のアクチュエータ３４４，３５４を同時に動作させて連結部材３４３，３５３と出力回転部材３４２，３５２とを噛み合わせることが難しいためである。

【0035】

一方、制御装置４は、ステップＳ２又はステップＳ３の判定結果がＮｏである場合、左前輪１３の回転速度が右前輪１４の回転速度よりも低いか否かを判定する（ステップＳ５）。この判定の結果がＹｅｓである場合、制御装置４は、第１のクラッチ機構３４を締結した後に第２のクラッチ機構３５を締結する（ステップＳ６）。また、ステップＳ５の判定の結果がＮｏである場合、制御装置４は、第２のクラッチ機構３５を締結した後に第１のクラッチ機構３４を締結する（ステップＳ７）。ここで、締結するとは、アクチュエータ３４４，３５４を動作させて連結部材３４３，３５３と出力回転部材３４２，３５２とを噛み合わせることをいう。

【0036】

図３は、ステップＳ４の処理を詳細に示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理において、制御装置４はまず、フロントモータ３１の回転速度を制御して、第１及び第２のクラッチ機構３４，３５の入力回転部材３４１，３５１の回転速度を出力回転部材３４２，３５２の回転速度に近づける（ステップＳ４１）。この際、制御装置４は、入力回転部材３４１，３５１の回転速度を左前輪１３及び右前輪１４の車輪速のうち何れかの車輪速に一致させるように制御する。また、入力回転部材３４１，３５１の回転速度を左前輪１３及び右前輪１４の車輪速の平均値に一致させるように制御してもよい。

【0037】

次に、制御装置４は、第１及び第２のクラッチ機構３４，３５の入力回転部材３４１，３５１と出力回転部材３４２，３５２とが回転同期したか否かを判定する（ステップＳ４２）。この判定は、入力回転部材３４１，３５１と出力回転部材３４２，３５２との回転速度差が所定値以下か否かによって行う。制御装置４は、フロントモータ３１の回転速度に減速機構３２の減速比を考慮した演算により入力回転部材３４１，３５１の回転速度を求めることができる。

【0038】

ステップＳ４２の判定がＹｅｓとなったとき、制御装置４は、フロントモータ３１のトルクを、フロントモータ３１の回転速度を維持できる程度の値に制限する（ステップＳ４３）。そして、フロントモータ３１のトルクを制限した状態で、第１及び第２のクラッチ機構３４，３５のアクチュエータ３４４，３５４を同時に制御し、入力回転部材３４１，３５１と出力回転部材３４２，３５２とを相対回転不能に連結する（ステップＳ４４）。第１及び第２のクラッチ機構３４，３５を締結するときにフロントモータ３１のトルクを制限した状態にするのは、締結時に発生する衝撃を抑制するためである。

【0039】

図４は、第１のクラッチ機構３４を締結した後に第２のクラッチ機構３５を締結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処理において、制御装置４はまず、フロントモータ３１の回転速度を制御して第１のクラッチ機構３４の入力回転部材３４１の回転速度を出力回転部材３４２の回転速度に近づけ（ステップＳ６１）、第１のクラッチ機構３４の入力回転部材３４１と出力回転部材３４２とが回転同期したか否かを判定する（ステップＳ６２）。

【0040】

このステップＳ６２の判定は、第１のクラッチ機構３４の入力回転部材３４１の回転速度と出力回転部材３４２の回転速度との差が所定値以下か否かによって行う。この所定値は、第１のクラッチ機構３４の連結部材３４３と出力回転部材３４２とを円滑に噛み合わせることができる程度の小さな値である。なお、ステップＳ６２及び後述するステップＳ６６の判定の所定値は、緊急度が高い場合における上記のステップＳ４２の判定の所定値よりも小さくすることができる。

【0041】

制御装置４は、ステップＳ６２の判定の結果がＹｅｓとなったとき、フロントモータ３１の回転速度を維持できる程度の値にフロントモータ３１のトルクを制限し（ステップＳ６３）、その状態で第１のクラッチ機構３４のアクチュエータ３４４を制御し、入力回転部材３４１と出力回転部材３４２とを相対回転不能に連結する（ステップＳ６４）。

【0042】

その後、制御装置４は、フロントモータ３１の回転速度を制御し、第２のクラッチ機構３５の入力回転部材３５１の回転速度を出力回転部材３５２の回転速度に近づける（ステップＳ６５）。この際、制御装置４は、第２のクラッチ機構３５の入力回転部材３５１の回転速度を、左前輪１３の回転速度によって検出される第１のクラッチ機構３４の入力回転部材３４１の回転速度を考慮して算出する。デフケース３３１の回転速度をＲ_０、第１のクラッチ機構３４の入力回転部材３４１の回転速度をＲ_１１、第２のクラッチ機構３５の入力回転部材３５１の回転速度をＲ_２１としたとき、Ｒ_２１は、Ｒ_０＝（Ｒ_１１＋Ｒ_２１）／２の関係に基づき、Ｒ_２１＝２Ｒ_０－Ｒ_１１の演算式により求めることができる。

【0043】

次に、制御装置４は、第２のクラッチ機構３５の入力回転部材３５１と出力回転部材３５２とが回転同期したか否かを判定する（ステップＳ６６）。この判定は、第２のクラッチ機構３５の入力回転部材３５１の回転速度と出力回転部材３５２の回転速度との差が所定値以下か否かによって行う。この所定値は、ステップＳ６２の所定値と同様、第２のクラッチ機構３５の連結部材３５３と出力回転部材３５２とを円滑に噛み合わせることができる値である。

【0044】

制御装置４は、ステップＳ６６の判定の結果がＹｅｓとなったとき、フロントモータ３１の回転速度を維持できる程度の値にフロントモータ３１のトルクを制限し（ステップＳ６７）、その状態で第２のクラッチ機構３５のアクチュエータ３５４を制御して、入力回転部材３５１と出力回転部材３５２とを相対回転不能に連結する（ステップＳ６８）。

【0045】

これにより、４輪駆動車１が４輪駆動状態となる。その後、制御装置４は、主駆動装置２のリヤモータ２１とフロントモータ３１とを協調的に制御し、リヤモータ２１及びフロントモータ３１のそれぞれに前後駆動力配分比に応じた駆動力を発生させる。

【0046】

図５は、第２のクラッチ機構３５を締結した後に第１のクラッチ機構３４を締結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のステップＳ７１～Ｓ７８の各処理は、図４に示すフローチャートのステップＳ６１～Ｓ６８の処理に対して、第１のクラッチ機構３４に対する処理と第２のクラッチ機構３５に対する処理の順序を入れ替えたものであるので、詳細な説明を省略する。

【0047】

図６（ａ）は、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えを行うときのデフケース回転速度Ｒ_０、第１のクラッチ機構３４の出力回転部材３４２の回転速度Ｒ_１２、第２のクラッチ機構３５の入力回転部材３５１の回転速度Ｒ_２１、及び第２のクラッチ機構３５の出力回転部材３５２の回転速度Ｒ_２２の変化の一例を示すグラフである。

【0048】

図６（ｂ）は、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えを行うときのフロントモータ３１のトルク（指令値）の変化の一例を示すグラフである。図６（ａ）及び（ｂ）の横軸は時間軸である。

【0049】

図６（ａ）のグラフでは、４輪駆動状態への切り替え前の２輪駆動状態において、第１のクラッチ機構３４の出力回転部材３４２の回転速度Ｒ_１２が第２のクラッチ機構３５の出力回転部材３５２の回転速度Ｒ_２２よりも遅い場合を示している。横軸のＴ_０は、図２のフローチャートのステップＳ１の判定がＹｅｓとなった時刻である。Ｔ_１は、図４のフローチャートのステップＳ６２の判定がＹｅｓとなった時刻である。Ｔ_２は、第１のクラッチ機構３４の締結が完了した時刻である。Ｔ_３は、図４のフローチャートのステップＳ６６の判定がＹｅｓとなった時点である。Ｔ_４は、第２のクラッチ機構３５の締結が完了した時刻である。

【0050】

図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１のクラッチ機構３４の出力回転部材３４２の回転速度Ｒ_１２が第２のクラッチ機構３５の出力回転部材３５２の回転速度Ｒ_２２よりも遅い場合には、まず第１のクラッチ機構３４を回転同期させて締結した後、さらにフロントモータ３１の回転速度を増速させて第２のクラッチ機構３５を回転同期させ、その後に第２のクラッチ機構３５を締結する。時刻Ｔ_４において第２のクラッチ機構３５の締結が完了した後は、４輪駆動状態での走行に適した駆動力（トルク）をフロントモータ３１に発生させる。なお、時刻Ｔ_４以降は、第２のクラッチ機構３５の入力回転部材３５１の回転速度Ｒ_２１と出力回転部材３５２の回転速度Ｒ_２２とが一致するが、図６（ａ）では、図示内容の明確化のため、回転速度Ｒ_２１を示す二点鎖線と回転速度Ｒ_２２を示す一点鎖線とを上下にずらして図示している。

【0051】

（第１の実施の形態の効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、緊急時を除く通常の２輪駆動状態での走行時において、４輪駆動状態への切り替えを行うとき、第１のクラッチ機構３４及び第２のクラッチ機構３５のうちの一方を締結した後に他方を締結するので、第１のクラッチ機構３４と第２のクラッチ機構３５とを同時に締結する場合に比較して、４輪駆動状態への切り替え時に発生するＮＶの最大値を低減することができる。また、第１及び第２のクラッチ機構３４，３５のうち、出力回転部材３４２，３５２の回転速度が遅い方のクラッチ機構を先に締結するので、４輪駆動状態への切り替え時におけるフロントモータ３１の回転速度の変動量を少なくすることができ、速やかに４輪駆動状態への移行が可能となる。

【0052】

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について、図７を参照して説明する。図７は、第２の実施の形態に係る４輪駆動車１Ａの概略の構成例を模式的に示す概略構成図である。第１の実施の形態では、左後輪１１及び右後輪１２が主駆動輪であり、左前輪１３及び右前輪１４が副駆動輪である場合について説明したが、第２の実施の形態に係る４輪駆動車１Ａは、左前輪１３及び右前輪１４が主駆動輪であり、左後輪１１及び右後輪１２が副駆動輪である。

【0053】

４輪駆動車１Ａは、左前輪１３及び右前輪１４を回転駆動するエンジン２４を有しており、エンジン２４の駆動力がトランスミッション２５及びディファレンシャル装置２３を介して左前輪１３及び右前輪１４に伝達される。ディファレンシャル装置２３は、第１の実施の形態に係る主駆動装置２のディファレンシャル装置２３と同様に構成されている。

【0054】

また、４輪駆動車１Ａは、左後輪１１及び右後輪１２を回転駆動する駆動装置３Ａを有している。駆動装置３Ａは、駆動機構部３０と、駆動機構部３０を制御する制御装置３００とを有している。駆動機構部３０は、第１の実施の形態に係る副駆動装置３と同様、モータ３１と、減速機構３２と、ディファレンシャル装置３３と、第１のクラッチ機構３４と、第２のクラッチ機構３５とを有している。

【0055】

駆動機構部３０のモータ３１は、第１の実施の形態に係るフロントモータ３１と同様、副駆動源として機能する高出力型の電動モータである。モータ３１には、強電バッテリ５０から供給される直流電流をインバータ５２によってスイッチングした交流電流が駆動電流として供給される。制御装置３００は、インバータ５２にスイッチング信号を送り、モータ３１の出力トルク及び回転速度を制御する。

【0056】

第１のクラッチ機構３４の出力回転部材３４２には、左後輪１１に連結されたドライブシャフト１１１が相対回転不能に連結され、第２のクラッチ機構３５の出力回転部材３５２には、右後輪１２に連結されたドライブシャフト１２１が相対回転不能に連結されている。制御装置３００は、第１の実施の形態に係る制御装置４と同様に、モータ３１、第１のクラッチ機構３４、及び第２のクラッチ機構３５を制御する。

【0057】

この第２の実施の形態に係る４輪駆動車１Ａ及び駆動装置３Ａによっても、第１の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。

【0058】

（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。

【0059】

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、第１のクラッチ機構３４及び第２のクラッチ機構３５が噛み合いクラッチである場合について説明したが、これに限らず、例えば複数の摩擦板の摩擦力により駆動力を伝達する摩擦クラッチであってもよい。

【符号の説明】

【0060】

１，１Ａ…４輪駆動車
２…主駆動装置
３…副駆動装置
３Ａ…駆動装置
３１…フロントモータ（電動モータ）
３３…ディファレンシャル装置（差動歯車装置）
３３４…左サイドギヤ（第１の出力歯車）
３３５…右サイドギヤ（第２の出力歯車）
３４…第１のクラッチ機構
３４…第２のクラッチ機構
３４１，３５１…入力回転部材
３４２，３５２…出力回転部材
４，３００…制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】