JP2692001B2

JP2692001B2 - ４輪駆動車の動力伝達系路切換機構の制御装置

Info

Publication number: JP2692001B2
Application number: JP1256889A
Authority: JP
Inventors: 洋二宮; 智士藤川
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1997-12-17
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JPH02193725A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、４輪駆動制御装置に関する。

（従来の技術）エンジン出力により前輪及び後輪を駆動するようにし
た４輪駆動車としては、例えば実公昭63−28646号公報
に記載されているように、運転者の選択により、前輪ま
たは後輪のいずれか一方への動力の伝達を遮断して他方
の車輪のみを駆動する２輪駆動モードに切換けうるよう
にしたものが知られている。

また、この種の４輪駆動車においては、コーナリング
時における前、後輪間の回転速度差の発生を許容してス
ムーズなコーナリング走行を実現するため、エンジン出
力が入力される１つの入力要素と、該入力要素への入力
を分割して前、後輪側にそれぞれ出力する２つの出力要
素とでなるセンタデフと称される差動装置を備えること
があるが、このセンタデフを備えた場合、前輪もしくは
後輪のいずれか一方がスリップしたときに他方へ駆動力
が伝達されなくなるので、上記２つの出力要素の差動動
作を阻止して前、後輪に均等に駆動力を伝達するセンタ
デフロックの４輪駆動モードを設え、センタデフをフリ
ーにして上記のような前、後輪間の回転速度差の発生を
許容するセンサデフフリーの４輪駆動モードとの切換え
を可能とするのが通例である。

このように、複数の駆動モードの選択が可能とされた
４輪駆動車においては、その切換えを行う切換機構が設
けられると共に、この切換機構の操作性の向上のため、
該機構を操作するアクチュエータを備える場合がある。

この場合、現在の駆動モードが運転者によって選択さ
れた目標駆動モードに一致するように、上記切換機構の
被操作部材をアクチュエータによって操作するように構
成されるが、このような駆動モードの切換システムにお
いては、現在の駆動モード、つまり上記被操作部材の現
在位置を検出する必要が生じ、これを検出する切換機構
の操作位置検出手段が備えられることになる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のように駆動モードの切換機構と、こ
れを操作するアクチュエータと、切換機構の操作位置検
出手段とが備えられたものにおいては、上記操作位置検
出手段が故障したときに正常な切換制御を行うことがで
きなくなり、そこで、このような場合のためにフェール
セーフ機能として、次のようなものが考えられている。

つまり、切換機構における被操作部材の移動により、
駆動モードが、例えば２輪駆動モード→センタデフロッ
クの４輪駆動モード→センタデフフリーの４輪駆動モー
ドの順、及びその逆の順に切換えられる場合に、操作位
置検出手段が故障したときには、アクチュエータを所定
方向に作動させて、上記被操作部材をそのストローク端
の２輪駆動モードの位置、もしくはセンタデフフリーの
４輪駆動モードの位置に固定させるようにするのであ
る。そして、特に、２輪駆動時に従動輪となる車輪から
のバックドライブを回避するために、その車輪の駆動系
統を断接するフリーホイール機構が備えられている場合
には、該フリーホイール機構が切断されている状態でセ
ンタデフフリーの４輪駆動モードに固定するといずれの
車輪にも駆動力が伝達されなくなるので、この場合は、
切換機構の被操作部材を一方のストローク端である２輪
駆動モードの位置に固定し、これにより上記のような操
作位置検出手段の故障時にも当該車両の走行を可能とす
るのである。

しかし、操作位置検出手段の故障時に、上記のように
駆動モードを特定モードに固定するようにした場合、例
えばセンタデフフリーもしくはロックの４輪駆動モード
での走行中に操作位置検出手段が故障したときに、運転
者の意に反して、しかも不意に駆動モードが例えば２輪
駆動モードに切換えられることになり、運転者に不快感
ないし違和感を与えることになる。

本発明は、駆動モードの切換機構を操作するアクチュ
エータと、該アクチュエータによる切換機構の操作位置
を検出する操作位置検出手段とが備えられた４輪駆動車
における上記のような問題を解消し、上記操作位置検出
手段の故障時におけるフェールセーフ動作をできるだけ
運転者に違和感等を与えることなく行うようにすること
を課題とする。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため、本発明は次のように構成し
たことを特徴とする。

すなわち、本発明に係る４輪駆動車の動力伝達系路切
換機構の制御装置は、前輪または後輪のいずれか一方の
みを駆動する２輪駆動モードと前輪及び後輪を駆動する
４輪駆動モードとの切換えを行う切換機構と、該切換機
構を操作するアクチュエータと、該アクチュエータによ
る切換機構の操作位置を検出する操作位置検出手段と、
該操作位置検出手段の故障時に、上記切換機構を特定モ
ード側に切換えるようにアクチュエータを作動させる制
御手段とが設けられた構成において、現在の駆動モード
が運転者によって選択された目標駆動モードとが一致し
ている状態で上記操作位置検出手段が故障した場合に
は、上記切換機構の特定駆動モード側への操作を禁止す
る切換禁止手段を設けたことを特徴とする。

（作用）上記の構成によれば、切換機構の操作位置検出手段が
故障した場合において、その故障が、運転者による駆動
モードの切換操作を受けて上記切換機構を操作するアク
チュエータが作動を開始しようとしているとき、或は該
アクチュエータの作動途中で発生した場合は、運転者に
よって選択された目標駆動モードとその時点の現実の駆
動モードとが一致しないから、アクチュエータは切換機
構を例えば２輪駆動モード等の特定駆動モード側に操作
することになる。これにより、切換動作の異常や、フリ
ーホイール機構が切断されている状態でセンタデフフリ
ーの４輪駆動モードに切換えることによる走行不能状態
の発生等が回避される。

これに対して、運転者による切換操作が行われていな
い場合、すなわち切換機構ないしアクチュエータが非作
動状態にあって、現実の駆動モードと目標駆動モードと
が一致している状態で操作位置検出手段の故障が発生し
た場合は、切換禁止手段によって上記特定モード側への
切換操作が禁止されて、駆動モードがそのときのモード
に維持されることになる。つまり、このような非作動状
態での故障発生時には、敢えてフェールセーフ動作を行
わなくても、以後の作動を禁止するだけで足りるのであ
り、これにより運転者の意に反した駆動モードへの切換
えが回避されることになる。

（実施例）以下、本発明の実施例について説明する。

まず、第１図により本実施例に係る４輪駆動車の概略
の構成とその制御システムについて説明する。

この４輪駆動車には、変速機（図示せず）を介してエ
ンジン出力が入力されるトランスファ装置10が備えら
れ、該装置10に前方へ突出する第１出力軸11と、後方へ
突出する第２出力軸12とが設けられている。そして、第
１出力軸11は、プロペラシャフト13、前輪用差動装置14
及び左右の前車軸15,16を介して前輪に至り、また、図
示しないが、第２出力軸12もプロペラシャフト、後輪用
差動装置及び左右の後車軸を介して後輪に至っている。

上記トランスファ装置10は、後述するように、主たる
構成要素として、副変速機20と、センタデフ30と、切換
装置40とを有する（第2,3図参照）。そして、このトラ
ンスファ装置10は、上記副変速機20からの動力を第２出
力軸12から後輪側へのみ伝達する２輪駆動モードと、第
１、第２出力軸11,12から前輪側及び後輪側へそれぞれ
出力する４輪駆動モードとの切換えが可能とされ、また
４輪駆動モードにおいては、上記センタデフ30を差動動
作させて前、後輪間の回転速度差の発生を許容するセン
タデフフリーのモードと、該センタデフの差動動作を阻
止して前、後輪を均等に駆動するセンタデフロックの状
態との切換えが可能とされ、これらの切換えを上記切換
装置40によって行うようになっている。

また、上記前輪差動装置14には、一方の前車軸16への
動力の伝達を断接するフリーホイール装置50が設けら
れ、該装置50を駆動する負圧式のアクチュエータ51が備
えられている。このアクチュエータ51には、第１、第２
負圧通路52,53が接続されていると共に、これらの負圧
通路52,53にフリーホイール接続用ソレノイド54及び切
断用ソレノイド55がそれぞれ配置され、接続用ソレノイ
ド54がON,切断用ソレノイド55がOFFのときにフリーホイ
ール装置50が接続され、また、接続用ソレノイド54がOF
F、切断用ソレノイド55がONのときにフリーホイール装
置50が切断されるようになっている。

そして、この４輪駆動車には、上記トランスファ装置
10における切換装置40とフリーホイール装置50とを制御
するコントローラ60が備えられ、このコントローラ60
に、センタデフ30のロック、フリーの切換えを行うスイ
ッチ（センタデフ切換スイッチ）61からの信号ａと、２
輪駆動、４輪駆動の切換えを行うスイッチ（２−４切換
スイッチ）62からの信号ｂと、上記切換装置40の状態を
検出するポジションスイッチやリミットスイッチ等から
の信号ｃと、上記フリーホイール装置50の状態を検出す
るセンサ63からの信号ｄとが入力されると共に、該コン
トローラ60から、上記切換装置40のアクチュエータと、
上記フーホイール装置50のアクチュエータ51を駆動する
接続用及び切断用ソレノイド54,55とにそれぞれ制御信
号e,f,gが出力されるようになっている。

次に、第2,3図により上記トランスファ装置10の構造
について説明する。

上記のように、このトランスファ装置10は、エンジン
出力が変速機により変速段に応じて減速された上で入力
される副変速機20と、該副変速機20の出力を前輪側と後
輪側とに分割するセンタデフ30とを有する。

これらのうち、副変速機20は、第３図に骨子を示すよ
うに、変速機出力軸21が切換スリーブ22によりサンギヤ
23またはピニオンキャリヤ24に選択的に接続されるプラ
ネタリギヤ機構によって構成されている。そして、この
プラネタリギヤ機構のリングギヤ25が固定され、且つ上
記ピニオンキャリヤ24がセンタデフ30に動力を伝達する
中間軸26に連結されていることにより、実線で示すよう
に、変速機出力軸21がピニオンキャリヤ24に接続された
ときには、該軸21の回転をそのまま中間軸26に伝達し、
また変速機出力軸21がサンギヤ23に接続されたときに
は、該軸21の回転を減速して中間軸26に伝達するように
なっている。

また、上記センタデフ30もプラネタリギヤ機構で構成
され、上記中間軸26が該プラネタリギヤ機構のピニオン
キャリヤ31に連結されていると共に、リングギヤ32が後
輪側へ動力を出力する上記第２出力軸12に連結されてい
る。また、該プラネタリギヤ機構のサンギヤ33は、上記
切換装置40を構成するクラッチ機構41と、上記中間軸26
と第１出力軸11との間に設けられたチェーン式伝動機構
を構成する駆動側スプロケット71、チェーン72及び従動
側スプロケット73とを介して、上記第１出力軸11に連結
されるようになっている。

一方、切換装置40は、上記のクラッチ機構41と、これ
を操作する操作機構42と、アクチュエータとしてのモー
タ43と、該モータ43による操作力を設定する操作力設定
機構44とで構成されている。

これらのうち、クラッチ機構41は、上記センタデフ30
におけるサンギヤ33の延長部に結合されたクラッチハブ
81と、リングギヤ32に一体的に設けられた第１クラッチ
ギヤ82と、上記チェーン式伝動機構の駆動側スプロケッ
ト71に一体的に設けられた第２クラッチギヤ83と、これ
らに跨ってスライド可能にスプライン嵌合された切換ス
リーブ84とで構成されている。なお、この実施例では、
上記クラッチハブ81と第２クラッチギヤ83との間に、こ
れらの回転を同期させるためのシンクロナイザリング85
が介装されている。

ここで、このクラッチ機構41における切換スリーブ84
の位置と動力伝達状態との関係を説明すると、まず、ス
リーブ84が図面上、左側のストローク端に位置する場合
は、クラッチハブ81と第２クラッチギヤ83とが結合され
ることにより、上記センタデフ30のサンギヤ33がチェー
ン式伝動機構の駆動側スプロケット71に結合される。こ
れにより、上記センタデフ30は、一方の出力要素である
サンギヤ33が第１出力軸11から前輪に、他方の出力要素
であるリングギヤ32が第２出力軸12から後輪にそれぞれ
連結されて、ピニオンキャリヤ31から入力される動力を
前、後輪にそれぞれ伝達する４輪駆動状態となると共
に、この場合は、上記サンギヤ33とリングギヤ33との相
対回転が許容されて、前、後輪間の回転速度差の発生が
可能なセンタデフフリーの４輪駆動状態（以下、4WFと
記す）モードとなる。

また、この状態から上記スリーブ84が図面上、右側へ
一定量だけスライドされたストローク中間位置において
は、該スリーブ84により上記クラッチハブ81とその両側
の第１、第２クラッチギヤ82,83の３者が結合されるこ
とにより、センタデフ30のピニオンキャリヤ31に入力さ
れる動力がサンギヤ33から前輪側へ、リングギヤ32から
後輪側へそれぞれ出力されて、上記の場合と同様に、
前、後輪が駆動される４輪駆動状態となるが、この場合
は、サンギヤ33とリングギヤ32とが結合されることによ
り、これらの差動動作が阻止されて、前、後輪が均等に
駆動されるセンタデフロックの４輪駆動（以下、4WLと
記す）モードとなる。

さらに、この状態から上記スリーブ84が図面上、右側
にスライドして、第２、３図に実線で示すように右側の
ストローク端に位置すると、該スリーブ84がクラッチハ
ブ81と第１クラッチギヤ82のみに跨って嵌合した状態と
なって、該クラッチハブ81と第２クラッチギヤ83との結
合が解除される。そのため、センタデフ30がロックされ
たまま、該センタデフ30から第１出力軸11ないし前輪側
への動力の伝達が遮断されることになり、これにより後
輪側へのみ動力が伝達される２輪駆動（以下、2Wと記
す）モードとなる。

また、このクラッチ機構41を作動させる操作機構42
は、モータ43により上記操作力設定機構44を介して回転
される円筒カム91と、該カム91におけるカム溝91aに係
合されたフォロワー92を有するシフトロッド93と、該シ
フトロッド93に固設されて上記クラッチ機構41における
切換スリーブ84に係合されたシフトフォーク94とで構成
されている。そして、上記モータ43による円筒カム91の
回転により、シフトロッド93及びシフトフォーク94を介
して切換スリーブ84が上記のように左右のストローク端
とその中間位置とにスライドされるようになっている。

次に、第4,5図により、切換装置40における上記操作
力設定機構44について説明する。

この操作力設定機構44は、上記モータ43の回転軸上の
ギヤ101に噛合された絶縁体でなる駆動ギヤ102と、該ギ
ヤ102と同軸上で互いに対向状に配置され且つ減速ギヤ1
03,104を介して上記円筒カム91の回転軸91b上のギヤ105
に連結された同じく絶縁体でなる従動ギヤ106と、該駆
動ギヤ102及び従動ギヤ106の共通の軸107に巻回され且
つ両端の脚部108a,108aが駆動ギヤ102における従動ギヤ
106との対向面に突設された一対のピン102a,102aにそれ
ぞれ係止されたコイルスプリング108とで構成されてい
る。そして、従動ギヤ106における従動ギヤ102との対向
面にも一対のピン106a,106aが突設されて、上記コイル
スプリング108の脚部108a,108aにそれぞれ当接されてお
り、上記駆動ギヤ102が回転したときに、該コイルスプ
リング108のいずれか一方の脚部108aが従動ギヤ106側の
一方のピン106aを押すことにより、該コイルスプリング
108の弾性力を介して従動ギヤ106に回転が伝達されるよ
うになっている。そのとき、従動ギヤ106側の負荷に応
じてコイルスプリング108が撓むことにより、該負荷に
対応する量だけ駆動ギヤ102と従動ギヤ106とが相対回転
する。

また、駆動ギヤ102における従動ギヤ106との対向面に
は、半径方向に位置を異ならせて第１、第２ブラシ109
a,109bが取り付けられていると共に、第６図に示すよう
に、従動ギヤ106における駆動ギヤ102との対向面には、
上記ブラシ109a,109bとでリミットスイッチを構成する
導板110が貼り付けられている。この導板110には、上記
両ギヤ102,106間に相対回転がないときに上記ブラシ109
a,109bが位置する中立位置を中心とし且つ半径方向外側
の第１ブラシ109aに対応する幅の狭い第１切欠き部110a
と、上記中立位置を中心とし且つ半径方向内側の第２ブ
ラシ109bに対応する幅の広い第２切欠き部110bとが設け
られており、また該導板110は所定の電位（電源のプラ
ス電位もしくはマイナス電位）に保持されている。これ
により、第１ブラシ109aと第１切欠き部110aとで構成さ
れて、駆動ギヤ102と従動ギヤ106との相対回転に対応す
る上記モータ43による操作力が比較的小さな第１設定値
P₁（例えば40Kg）以上で導通する第１リミットスイッチ
111と、第２ブラシ109bと第２切欠き部110bとで構成さ
れて、上記操作力が大きな第２設定値P₂（例えば80Kg）
以上で導通する第２リミットスイッチ112とが構成され
ている。

さらに、第４図に示すように、上記円筒カム91の回転
軸91bには絶縁体でなる円板113が固着されて、該円板11
3上に３つの円弧状導板114a,114b,114cが同心状に貼付
けられていると共に、これらの導板にそれぞれ対応させ
て３つのブラシ115a,115b,115cが設けられ、これらによ
って円筒カム91の回転角、つまり上記クラッチ機構41に
おける切換スリーブ84の位置を検出する第１〜第３ポジ
ションスイッチ116,117,118が構成されている。これら
のポジションスイッチ116〜118は、そのON,OFFの組合わ
せにより、第７図に示すように、上記スリーブ84の右側
のストローク端の2W位置、ストローク中央の4WL位置、
及び左側のストローク端の4WF位置の３ポジションと、
これら各位置の間の第１、第２中間位置α，βの合計５
ポジションを検出することができるようになっている。

なお、第１図に示すセンタデフ切換スイッチ61は、第
８図に示すように運転席におけるハンドルの近傍に設け
られた切換レバーによって構成され、また２−４切換ス
イッチ62は該レバーに設けられた切換ボタンによって構
成されている。そして、切換レバー61が実線で示す中間
位置にあるときに、４輪駆動状態でセンタデフ30がロッ
クされ（4WLモード）、また切換レバー61が鎖線で示す
上方位置にある状態で切換ボタン62が操作されたとき
に、センタデフフリーの４輪駆動状態（4WFモード）と
２輪駆動状態（2Wモード）との切換えが行われるように
なっている。また、該切換レバー61を鎖線で示す下方位
置に操作することにより、4WLモードで副変速機20が低
変速段側に操作されるようになっている。

次に、第１図に示すコントローラ60による切換制御動
作を第９図以下のフローチャートにしたがって説明す
る。

まず、第９図のフローチャートにより、この切換制御
動作のメインルーチンを説明すると、コントローラは、
ステップS₁で所定のシステム初期化を行った上で、ステ
ップS₂,S₃で、第１〜第３ポジションスイッチ116〜118
からの信号を入力し、これらの信号が示すON,OFFの組合
せと、第７図に示す予め設定された各ポジションについ
てのON,OFFの組合せとを比較する。そして、実際の組合
せが設定されているいずれの組合せにも該当しないとき
に、ポジションスイッチ116〜118のいずれかに故障が発
生したものと判定して、ステップS₄によるポジションス
イッチ故障モードの制御を実行する。

また、２−４切換スイッチ62からの信号に基いて２輪
駆動状態から４輪駆動状態への切換えが検出された場合
には、ステップS₅でクラッチ機構41におけるクラッチハ
ブ81と第２クラッチギヤ83との同期状態を検出し、この
同期動作が正常に行われなかったと判定したときに、ス
テップS₆からステップS₇を実行して同期不良モードの制
御を行う。

そして、上記のようなポジションスイッチの故障及び
同期不良が発生していないときには、ステップS₈による
通常の切換制御を実行する。

この通常の切換制御は第10図のフローチャートにした
がって行われ、まずステップS₁₁でポシションスイッチ1
16〜118からの信号によって切換スリーブ84の現在のポ
ジションを判定し、またステップS₁₂でセンタデフ切換
スイッチ61及び２−４切換スイッチ62からの信号によ
り、運転者が選択した駆動モードを実現する目標ポジシ
ョンを判定する。

そして、ステップS₁₃,S₁₄で切換装置40におけるモー
タ43の回転方向及び操作力を設定すると共に、ステップ
S₁₅で、これらの設定動作によって得られた方向及び操
作力となるようにモータ43の駆動制御を行う。

上記ステップS₁₃によるモータの回転方向の設定は第1
1図のフローチャートにしたがって、次のように行われ
る。

まず、ステップS₂₁でエンジンのイグニッションスイ
ッチがON操作された直後か否かを判定し、直後であれば
次にステップS₂₂,S₂₃で第１、第２リミットスイッチ11
1,112がON状態にあるか否かを判定する。そして、いず
れのリミットスイッチもOFFであれば、ステップS₂₄で実
行フラグF₀を１に、いずれか一方のリミットスイッチが
ONであれば、ステップS₂₅で該フラグF₀を０にセットす
る。

次に、ステップS₂₆により上記実行フラグF₀の値を判
定し、F₀＝１であればステップS₂₇以下のモータ回転方
向の設定動作を行う。

つまり、ステップS₂₇,S₂₈で第１、第２リミットスイ
ッチ111,112がON状態にあるか否かを再び判定し、両リ
ミットスイッチともOFFの場合はステップS₂₉でＸ方向へ
の回転許可フラグF_AX、及びＹ方向への回転許可フラグF
_AYをいずれも０にリセットする。ここで、Ｘ方向とは第
２図に示すクラッチ機構41における切換スリーブ84が図
面上、右側から左側へ、すなわち2W→4WL→4WF方向へス
ライドする方向であり、またＹ方向とは上記スリーブ84
がその逆方向にスライドする方向である。

一方、第１、第２リミットスイッチ111,112の少なく
とも一方がON状態にあるときは、上記ステップS₂₇また
はステップS₂₈からステップS₃₀を実行し、モータ43のＹ
方向に回転していることを示すＹ方向回転フラグF_Yの値
を判定する。そして、F_Y＝１のとき、すなわちモータ43
が現にＹ方向に回転しているときは、ステップS₃₁で上
記Ｙ方向の回転許可フラグF_AYが０であることを確認し
た上で、ステップS₃₂でＸ方向の回転許可フラグF_AXを１
にセットする。また、Ｙ方向回転フラグF_Y＝０のとき
は、ステップS₃₃でモータ43がＸ方向に回転しているこ
とを示すＸ方向回転フラグF_Xの値を判定し、F_X＝１のと
き、すなわちモータ43が現にＸ方向に回転しているとき
は、ステップS₃₄で上記Ｘ方向の回転許可フラグA_AXが０
であることを確認した上で、ステップS₃₅でＹ方向の回
転許可フラグF_AYを１にセットする。このようにして、
モータ43がＸ方向またはＹ方向に回転している状態で、
第１、第２リミットスイッチ111,112の少なくとも一方
がON状態となったときに、現に回転している方向に対す
る回転許可フラグF_AXまたはF_AYが０にリセットされてい
ることを条件として、反対方向の回転に対する回転許可
フラグF_AYまたはF_AXを１にセットする。これにより、リ
ミットスイッチ111,112がOFFになる方向へのモータ43の
回転が可能とされると共に、両方向の回転が同時に許可
されることが防止されることになる。

また、第10図のフローチャートのステップS₁₄による
操作力の設定動作は第12図のフローチャートにしたがっ
て行われ、まずステップS₄₁でＸ方向及びＹ方向の操作
力制限フラグF_IX,F_IYを１にセットする。次いで、ステ
ップS₄₂で、第２リミットスイッチ112がONであるか否か
を判定し、ONの場合は、上記両操作力制限フラグF_IX,F
_IYを１に保持する。この第２リミットスイッチ112は、
モータ43の操作力が第２設定値P₂（80Kg）以上のときに
ONとなるので、このような大きな操作力が生じた場合に
は、該第２リミットスイッチ112からの信号でモータ43
に対する通電が停止されることになり、該モータ43に過
負荷が作用することが防止される。また、第２リミット
スイッチ112がOFFの場合は、ステップS₄₃で第１リミッ
トスイッチ111がONであるか否かを判定し、該第１リミ
ットスイッチ111もOFFの場合、すなわち上記モータ43の
操作力が第１設定値P₁（40Kg）未満のときはステップS
₄₄で上記Ｘ方向及びＹ方向の操作力制限フラグF_IX,F_IY
を共に０にリセットする。これにより、両リミットスイ
ッチ111,112ともOFFの場合は、これらのスイッチ111,11
2からの信号にかかわらず、モータ43のＸ方向及びＹ方
向の通電が許容されることになる。

さらに、第２リミットスイッチ112がOFFで、第１リミ
ットスイッチ111がONの場合、すなわちモータ43の操作
力が第１設定値P₁から第２設定値P₂までの範囲（40〜80
Kg）にある場合は、ステップS₄₅で切換スリーブ84の現
ポジションが4WL位置よりＹ方向側、すなわち2W位置も
しくは第１中間位置αのいずれかであるか否かを判定
し、これらの位置である場合にはステップS₄₆でＸ方向
の操作力制限フラグF_IXを０にリセットする。また、切
換スリーブ84の現ポジションが上記の4WL位置のＹ方向
側でない場合は、ステップS₄₇で現ポジションが4WF位置
であるか否かを判定し、この4WF位置にある場合に、ス
テップS₄₈でＹ方向の操作力制限フラグF_IYを０にリセッ
トする。

これにより、第13図に×印で示すように、Ｘ方向に対
しては2W位置及び第１中間位置αで第１リミットスイッ
チ111からのON信号が無視され、またＹ方向に対しては4
WF位置で第１リミットスイッチ111からのON信号が無視
され、これらのポジションではモータ43の操作力が、第
２リミットスイッチ112がONになる第２設定値P₂（80K
g）で許容されることになる。そして、これ以外のポジ
ション（第13図の○印）では、第１リミットスイッチ11
1がONとなる第１設定値P₁（40Kg）で操作力が制限され
る。

そして、以上のようにしてモータ43の回転方向及び操
作力が設定されると、第10図のフローチャートのステッ
プS₁₅によるモータの制御が行われるが、この制御は第1
4図のフローチャートにしたがって次のように行われ
る。

この制御においては、まずステップS₅₁で切換スリー
ブ84の現ポジションが目標ポジションに一致しているか
否かを判定し、一致している場合は、ステップS₅₂でＸ
方向及びＹ方向の回転フラグF_X,F_Yを０にリセットす
る。つまり、この場合はモータ43を回転させない。

一方、上記スリーブ84の現ポジションが目標ポジショ
ンに一致していない場合は、ステップS₅₃で現ポジショ
ンが目標ポジションのＸ方向側であるか否かを判定し、
Ｘ方向側である場合、つまりＹ方向に操作したい場合に
は、ステップS₅₄でＸ方向の回転フラグF_Xを０にリセッ
トした上で、ステップS₅₅でＹ方向の回転許可フラグF_AY
が１であるか否かを判定する。そして、F_AY＝１の場合
は、ステップS₅₆でＹ方向の回転フラグF_Yを１にセット
する。また、F_AY＝０の場合は、ステップS₅₇でＹ方向の
操作力制限フラグF_IYの値を判定し、F_IY＝０であれば上
記ステップS₅₆でＹ方向の回転フラグF_Yを１に、F_IY＝１
であればステップS₅₈でＹ方向の回転フラグF_Yを０にセ
ットする。つまり、Ｙ方向への操作時に、その方向への
モータ43の回転が許容されておれば該方向にモータ43を
駆動し、許可されていない場合は、第1,第２リミットス
イッチ111,112の状態に応じてモータ43を駆動もしくは
停止させるのである。

また、切換スリーブ84の現ポジションが目標ポジショ
ンのＸ方向側でない場合、つまりＸ方向に操作したい場
合は、ステップS₅₉で第１図に示すフリーホイール装置5
0の断接状態を判定し、切断状態にある場合は、さらに
ステップS₆₀で現ポジションが4WL位置のＹ方向側である
か否かを判定する。そして、4WL位置のＹ方向側、すな
わち2W位置もしくは第１中間位置αである場合には、上
記ステップS₅₄〜S₅₈を実行して、現ポジションからのＸ
方向への操作を禁止すると共に、フラグF_AY,F_IYの状態
によっては反対側のＹ方向にモータ43を駆動する。これ
は、上記フリーホイール装置50が切断されている状態で
２輪駆動状態から４輪駆動状態へ切換えるのを防止する
ためである。

そして、Ｘ方向へ操作したい場合において、フリーホ
イール装置50が接続されており、また該装置50が切断さ
れていても現ポジションが4WL位置（もしくは該位置よ
りＸ方向側）である場合には、ステップS₆₁でＹ方向の
回転フラグF_Yを０にリセットする共に、ステップS₆₂で
Ｘ方向の回転許可フラグF_AXの値を判定して、F_AX＝１で
あればステップS₆₃でＸ方向の回転フラグF_Xを１にセッ
トする。また、F_AX＝０の場合は、ステップS₆₄でＸ方向
の操作力制限フラグF_IXの値を判定し、F_IX＝０であれば
ステップS₆₃でＸ方向の回転フラグF_Xを１に、F_IF＝１で
あればステップS₆₅で該回転フラグF_Xを０にセットす
る。これにより、上記のＹ方向への操作時と同様に、Ｘ
方向へのモータ43の回転が許可されておれば該方向にモ
ータ43が駆動され、許可されていない場合は、第1,第２
リミットスイッチ111,112の状態に応じてモータ43が駆
動もしくは停止されることになる。

以上のようにして、モータ43が駆動されて、クラッチ
機構41における切換スリーブ84が現ポジションから目標
ポジションにスライドされることになるが、その場合
に、該スリーブ84が2W位置から4WL位置までＸ方向に操
作される間、及び4WF位置から第２中間位置βまでＹ方
向に操作される間は、上記のように、第１リミットスイ
ッチ111からのON信号が無視されて、第１設定値P₁（40K
g）以上の大きな操作力で操作されることにより、切換
操作が確実且つ速かに行われ、またそれ以外のポジショ
ン間では、上記第１リミットスイッチ111からのON信号
によってモータ43の通電が停止されて、操作力が上記第
１設定値P₁未満に制限されることにより、切換ショック
の発生等が抑制されることになる。

次に、本案の特徴部である第９図のフローチャートの
ステップS₄によるポジションスイッチ故障モードの制御
を第15図のフローチャートにしたがって説明する。

この制御においては、まずステップS₇₁で切換スリー
ブ84の現ポジションと運転者によって選択された目標ポ
ジションとが一致するか否かを判定する。その場合、こ
の制御の実行時においては、既にポジションスイッチ11
6〜118が故障しているから、現ポジションは、この制御
に移行する直前のポジションスイッチ116〜118のON、OF
Fの組合せに基いて判定される。

そして、現ポジションと目標ポジションとが一致して
いない場合、つまり、運転者が駆動モードを切換ようと
して切換レバー61もしくは切換ボタン62を操作し、これ
にともなってモータ43が作動を開始しようとし、或はそ
の作動途中でポジションスイッチ116〜118の故障が発生
した場合は、次にステップS₇₂,S₇₃で第１、第２リミッ
トスイッチ111,112がOFFであるか否かを判定し、少なく
とも一方のリミットスイッチがONとなっているときは、
ステップS₇₄,S₇₅でモータ43をＹ方向、Ｘ方向にそれぞ
れ回転させるための上記回転フラグF_Y及びF_Xを０にリセ
ットする。これは、モータ43の操作力が既に第１設定値
P₁もしくは第２設定値P₂以上となっている状態ではモー
タ43を停止させて、該モータ43を過負荷から保護するた
めである。

また、上記第１、第２リミットスイッチ111,112ともO
FFの場合は、さらにステップS₇₆,S₇₇,S₇₈を実行して第
１〜第３ポジションスイッチ116〜118がOFFであるか否
かを判定する。そして、これらのポジションスイッチ11
6〜118の全てがOFFの場合は、上記ステップS₇₄,S₇₅でＹ
方向及びＸ方向の回転フラグF_Y,F_Xを０にリセットす
る。この場合、第１、第２リミットスイッチ111,112及
び第１〜第３ポジションスイッチ116〜118の全てがOFF
であって、これらのスイッチが設けられたトランスファ
装置10とコントローラ60との間に電気コードを接続する
カプラが外れたものと考えられる。そこで、このように
リミットスイッチ111,112からの信号が入力されない状
態でモータ43を作動させて該モータ43に過負荷を作用さ
せる危険性を回避するため、この場合も該モータ43を停
止させるのである。

これに対して、第１〜第３ポジションスイッチ116〜1
18の少なくとも１つがONの場合は、ステップS₇₉を実行
して、Ｙ方向の回転フラグF_Yを１にセットする。これに
より、ポジヨンスイッチ116〜118の故障時において、モ
ータ43に第１、第２設定値P₁,P₂以上の過負荷が作用し
ていない場合は、該モータ43が切換スリーブ84を2W位置
に移動させるように作動することになり、このような故
障発生時のフェールセーフ動作として、駆動モードが少
なくとも走行が可能な2Wモードに設定されることにな
る。

一方、ポジションスイッチ116〜118の故障が発生した
場合において、上記スリーブ84の現ポジションが目標ポ
ジションに一致している場合、つまり、運転者による駆
動モードの切換操作が行われておらず、モータ43ないし
クラッチ機構41が作動していない状態で上記の故障が発
生した場合には、ステップS₇₁からステップS₇₄,S₇₅を実
行し、Ｙ方向及びＸ方向の回転フラグF_Y,F_Xを０にリセ
ットする。つまり、この場合はモータ43に対する過負荷
の作用等の恐れがないのであるが、該モータ43の作動を
禁止して駆動モードを現在のモードに維持するのであ
り、これにより、不必要なフェールセーフ動作が回避さ
れることになる。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、駆動モードの切換機構
を操作するアクチュエータと、該アクチュエータによる
切換機構の操作位置を検出する操作位置検出手段とが設
けられた４輪駆動車において、上記操作位置検出手段が
故障した場合、その故障が、運転者による駆動モードの
切換操作を受けて上記切換機構を操作するアクチュエー
タが作動を開始しようとしているとき、或は該アクチュ
エータの作動途中で発生した場合は、切換機構が例えば
２輪駆動モード等の特定駆動モード側に操作されて、異
常な切換動作や、フリーホイール機構が切断されている
状態でセンタデフフリーの４輪駆動モードに切換えるこ
とによる走行不能状態の発生等が回避されることにな
る。

これに対して、運転者による切換操作が行われていな
い場合、すなわち切換機構ないしアクチュエータが作動
していない状態で操作位置検出手段の故障が発生した場
合は、上記特定モード側への切換操作が禁止されて、駆
動モードがそのときのモードに維持されることになる。
これにより、不必要なフェールセーフ動作が回避され
て、運転者に意に反する切換により不快感や違和感を与
えることが防止される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は該実施例
に係る４輪駆動車の切換制御システム図、第２図は該４
輪駆動車におけるトランスファ装置の要部断面図、第３
図は同じく骨子図、第４図は操作力設定機構の斜視図、
第５図は該機構の要部斜視図、第６図は該機構における
従動ギヤの正面図、第７図はポジションスイッチの作動
説明図、第８図は操作レバーを示す当該車両の運転席の
正面図、第９図は制御動作のメインルーチンを示すフロ
ーチャート図、第10図は通常時の制御動作を示すフロー
チャート図、第11図はモータの回転方向設定動作を示す
フローチャート図、第12図は操作力設定動作を示すフロ
ーチャート図、第13図は該動作によって設定される操作
力の説明図、第14図はモータの制御動作を示すフローチ
ャート図、第15図は故障発生時の制御動作を示すフロー
チャート図である。 41……切換機構（クラッチ機構）、43……アクチュエー
タ（モータ）、60……制御手段、切換禁止手段（コント
ローラ）、116〜118……操作位置検出手段（ポジション
センサ）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前輪または後輪のいずれか一方のみを駆動
する２輪駆動モードと前輪及び後輪を駆動する４輪駆動
モードとの切換えを行う切換機構と、該切換機構を操作
するアクチュエータと、該アクチュエータによる切換機
構の操作位置を検出する操作位置検出手段と、該操作位
置検出手段の故障時に、上記切換機構を特定モード側に
切換えるようにアクチュエータを作動させる制御手段と
が設けられた４輪駆動車において、現在の駆動モードが
運転者によって選択された目標駆動モードと一致してい
る状態で上記操作位置検出手段が故障したときに、上記
切換機構の特定駆動モード側への操作を禁止する切換禁
止手段を設けたことを特徴とする４輪駆動車の動力伝達
系路切換機構の制御装置。