本发明涉及一种四轮驱动车辆，尤其涉及一种用于四轮驱动车辆的控制装置以及用于四轮驱动车辆的控制方法，所述四轮驱动车辆经由高速齿轮两轮行驶模式而向高速齿轮四轮行驶模式和低速齿轮行驶模式机械式地进行切换。
背景技术：
在美国专利申请公开第2007/0251345中记载了一种四轮驱动车辆用的分动器，该分动器具有：输入轴、向前后轮中的一方进行输出的第一输出轴、向所述前后轮中的另一方进行输出的第二输出轴、以高速齿轮级以及低速齿轮级这两个速度而对所述输入轴的旋转进行变速并向所述第一输出轴传递的高低速变速机构、将所述第一输出轴和所述第二输出轴之间的动力传递连接或截断的摩擦卡合式的离合器。此外，“esm电子服务手册2012qx(esmelectronicservicemanual2012qx)，(美国)”，日产北美公司(nissannorthamerica，inc.)，2011年7月的p.dln-13-dln-16中，还记载了一种四轮驱动车辆用分动器，其具有与上述离合器并列设置并对所述第一输出轴和所述第二输出轴机械式地进行直接连结的啮合式的锁止机构。在这种四轮驱动车辆用分动器中，能够实现高速齿轮四轮行驶模式以及高速齿轮两轮行驶模式，所述高速齿轮四轮行驶模式为，高低速变速机构被设为高速齿轮级、离合器被设为连接状态且锁止机构被释放的行驶模式，所述高速齿轮两轮行驶模式为，高低速变速机构被设为高速齿轮级、离合器被设为截断状态且锁止机构被设为直接连结的行驶模式。此外，作为低速齿轮行驶模式的一个示例，能够实现高低速变速机构被设为低速齿轮级、离合器被设为截断状态且锁止机构被设为直接连结状态的低速齿轮四轮锁止行驶模式。低速齿轮四轮锁止行驶模式在以大转矩而低速行驶在例如河岸用地或多岩石地带、陡峭坡面等越野环境的情况下被优先选择。
技术实现要素：
并且，在这种四轮驱动车辆用分动器中，在从高速齿轮四轮行驶模式向低速齿轮行驶模式切换的情况下，当经由高速齿轮两轮行驶模式而向低速齿轮行驶模式切换时，该切换所需时间将变长。在朝向低速齿轮行驶模式的切换、即高低速变速机构朝向低速齿轮级的切换时，为了防止产生齿轮噪声等，会设置处于停车状态且驱动力源与输入轴之间的动力传递被截断的空档状态这样的许可条件。因此，若朝向低速齿轮行驶模式的切换所需时间变长，则在例如后续于朝向低速齿轮行驶模式的切换操作而实施了起动操作的情况下，会在行驶模式的切换中、即高低速变速机构的变速过渡时被传递驱动力，从而有可能产生齿轮噪声等。
本发明被设为，在从高速齿轮四轮行驶模式起经由高速齿轮两轮行驶模式而向低速齿轮行驶模式切换时，尽可能快速地使低速齿轮行驶模式成立。
本发明的第一方式为一种用于四轮驱动车辆的控制装置。所述车辆包括输入轴、第一输出轴、第二输出轴、高低速变速机构、离合器、模式切换装置、模式选择操作装置、以及电子控制单元。所述第一输出轴被构成为，向前轮和后轮中的一方输出驱动力。所述第二输出轴被构成为，向所述前轮和所述后轮的另一方输出所述驱动力。所述高低速变速机构被构成为，将所述输入轴的旋转变速为高速齿轮级以及低速齿轮级中的某一方并将所述驱动力传递到所述第一输出轴上。所述离合器被构成为，其被释放以及被卡合以使所述第一输出轴和所述第二输出轴之间的动力传递截断以及成立。所述模式切换装置被构成为，经由高速齿轮两轮行驶模式而对高速齿轮四轮行驶模式和低速齿轮行驶模式机械式地进行切换。所述高速齿轮四轮行驶模式为，所述高低速变速机构被设为所述高速齿轮级且所述离合器被设为卡合状态的所述车辆的行驶模式。所述高速齿轮两轮行驶模式为，所述高低速变速机构被设为高速齿轮级且所述离合器被设为释放状态的所述车辆的行驶模式。所述低速齿轮行驶模式为，所述高低速变速机构被设为所述低速齿轮级的所述车辆的行驶模式。所述模式选择操作装置为，为了选择所述低速齿轮行驶模式而被驾驶员操作的装置。所述电子控制单元被构成为，当所述电子控制单元判断为第一条件、第二条件、第三条件全部已被满足时，对所述模式切换装置进行控制以切换为所述低速齿轮行驶模式。所述第一条件为所述车辆处于停车状态的条件。所述第二条件为，处于驱动力源与所述输入轴之间的动力传递被截断了的空档状态的条件。所述第三条件为，通过所述模式选择操作装置的操作而使所述低速齿轮行驶模式被选择的条件。所述电子控制单元被构成为，当在所述高速齿轮四轮行驶模式下的运转时所述电子控制单元判断为所述第一条件以及所述第二条件已被满足时，对所述模式切换装置进行控制而从所述高速齿轮四轮行驶模式向所述高速齿轮两轮行驶模式切换。所述电子控制单元被构成为，当所述电子控制单元在所述第一条件以及所述第二条件已被满足的状态下判断为所述第三条件已被满足时，对所述模式切换装置进行控制而从所述高速齿轮两轮行驶模式向所述低速齿轮行驶模式切换。
根据所述结构，在高速齿轮四轮行驶模式下的运转时，当处于车辆的停车状态且成为驱动力源与输入轴之间的动力传递被截断了的空档状态并且第一条件以及第二条件已被满足时，不会等待低速齿轮行驶模式被选择而是向高速齿轮两轮行驶模式切换。此外，如果在该状态下低速齿轮行驶模式被选择从而满足了第三条件，则从该高速齿轮两轮行驶模式向低速齿轮行驶模式切换，因此使在第一至第三条件全部被满足后的向低速齿轮行驶模式切换的切换所需时间被缩短。因此，即使在第一至第三条件全部已被满足后立即实施了起动操作的情况下，也能够适当地抑制在高低速变速机构的变速过渡时通过由起动操作所导致的动力传递而产生齿轮噪声等的情况。此外，在处于停车状态且成为了空档状态时向高速齿轮两轮行驶模式切换的情况下，不会对驱动力变动等车辆的运行状况造成影响，也不会使驾驶员产生不适感。
在所述用于四轮驱动车辆的控制装置中，所述电子控制单元可以被构成为，在所述车辆以所述高速齿轮四轮行驶模式而运转时，当所述电子控制单元判断为所述第一条件以及所述第三条件中的一方、以及所述第二条件已被满足时，对所述模式切换装置进行控制而从所述高速齿轮四轮行驶模式向所述高速齿轮两轮行驶模式切换。所述电子控制单元也可以被构成为，当所述电子控制单元在所述第一条件以及所述第三条件中的一方、以及所述第二条件已被满足的状态下，判断为所述第一条件和所述第三条件中的另一方已被满足时，对所述模式切换装置进行控制而从所述高速齿轮两轮行驶模式向所述低速齿轮行驶模式切换。
根据所述结构，在高速齿轮四轮行驶模式下的运转时，当第一至第三条件中的包含第二条件在内的两个条件被满足时，向高速齿轮两轮行驶模式切换，如果在该状态下剩下的一个条件也被满足，则从该高速齿轮两轮行驶模式向低速齿轮行驶模式切换。因此，即使在于第一条件以及第二条件被满足前出现了低速齿轮行驶模式被选择的违规操作的情况下，但只要处于空档状态，则通过在此时刻向高速齿轮两轮行驶模式切换，从而也会使在成为停车状态且第一至第三条件全部被满足之后的向低速齿轮行驶模式切换的切换所需时间被缩短。因此，将第一至第三条件全部被满足后的向低速齿轮行驶模式切换的切换所需时间缩短的切换模型的种类变多，从而能够进一步抑制在第一至第三条件全部被满足之后立即实施了起动操作的情况下的齿轮噪声等的产生。此外，由于在包含空档状态在内的两个条件被满足时向高速齿轮两轮行驶模式切换，因此不会对驱动力变动等车辆的运行状况造成影响，也不会使驾驶员产生不适感。
本发明的第二方式为用于四轮驱动车辆的控制方法。所述车辆包括输入轴、第一输出轴、第二输出轴、高低速变速机构、离合器、模式切换装置、模式选择操作装置、以及电子控制单元。所述第一输出轴被构成为，向前轮和后轮中的一方输出驱动力。所述第二输出轴被构成为，向所述前轮和所述后轮中的另一方输出所述驱动力。所述高低速变速机构被构成为，将所述输入轴的旋转变速为高速齿轮级以及低速齿轮级中的某一方并将所述驱动力传递到所述第一输出轴上。所述离合器被构成为，其被释放以及被卡合以使所述第一输出轴与所述第二输出轴之间的动力传递截断以及成立。所述模式切换装置被构成为，经由高速齿轮两轮行驶模式而对高速齿轮四轮行驶模式和低速齿轮行驶模式机械式地进行切换。所述高速齿轮四轮行驶模式为，所述高低速变速机构被设为所述高速齿轮级且所述离合器被设为连接状态的所述车辆的行驶模式。所述高速齿轮两轮行驶模式为，所述高低速变速机构被设为高速齿轮级且所述离合器被设为释放状态的所述车辆的行驶模式。所述低速齿轮行驶模式为，所述高低速变速机构被设为所述低速齿轮级的所述车辆的行驶模式。所述模式选择操作装置为，为了选择所述低速齿轮行驶模式而被驾驶员操作的装置。所述控制方法包括：当所述电子控制单元判断为第一条件、第二条件、第三条件全部已被满足时，通过所述电子控制单元来对所述模式切换装置进行控制而切换为所述低速齿轮行驶模式；在所述高速齿轮四轮行驶模式下的运转时，当所述电子控制单元判断为所述第一条件以及所述第二条件已被满足时，通过所述电子控制单元来对所述模式切换装置进行控制而从所述高速齿轮四轮行驶模式向所述高速齿轮两轮行驶模式切换，并且，当所述电子控制单元在所述第一条件以及所述第二条件已被满足的状态下判断为所述第三条件已被满足时，通过所述电子控制单元来对所述模式切换装置进行控制而从所述高速齿轮两轮行驶模式向所述低速齿轮行驶模式切换。所述第一条件为，所述车辆处于停车状态的条件。所述第二条件为，处于驱动力源与所述输入轴之间的动力传递被截断了的空档状态的条件。所述第三条件为，通过所述模式选择操作装置的操作而使所述低速齿轮行驶模式被选择的条件。
根据所述结构，在高速齿轮四轮行驶模式下的运转时，当处于车辆的の停车状态且成为驱动力源与输入轴之间的动力传递被截断了的空档状态从而使第一条件以及第二条件已被满足时，不会等待低速齿轮行驶模式被选择而是向高速齿轮两轮行驶模式切换。此外，如果在该状态下低速齿轮行驶模式被选择从而使第三条件被满足，则由于从该高速齿轮两轮行驶模式向低速齿轮行驶模式切换，因此使第一至第三条件全部被满足后的向低速齿轮行驶模式切换的切换所需时间被缩短。因此，即使在第一至第三条件全部被满足之后立即实施了起动操作的情况下，也能够适当地抑制在高低速变速机构的变速过渡时通过由起动操作所造成的动力传递而产生齿轮噪声等的情况。此外，在处于停车状态且成为了空档状态时向高速齿轮两轮行驶模式切换的情况下，不会对驱动力变动等车辆的运行状况造成影响，也不会使驾驶员产生不适感。
附图说明
以下，将参照附图对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，且相同标号表示相同元件，其中：
图1为对应用了本发明的四轮驱动车辆的驱动系统的概要结构进行说明的图，且为一并图示了用于对行驶模式进行切换的控制系统的主要部分的图。
图2为对图1的四轮驱动车辆所具备的分动器进行具体说明的剖视图，且为高速齿轮四轮(h4)行驶模式时的状态。
图3为对分动器的概要结构进行说明的框架图。
图4为对分动器被设为低速齿轮四轮锁止(l4l)行驶模式的状态进行说明的剖视图。
图5为放大表示被设置分动器中的前轮驱动用离合器以及凸轮机构的附近区域的剖视图。
图6为例示了被设置在分动器中的螺纹机构的螺母部件的转动量与行驶模式的关系的图。
图7为将图5中的vii-vii向视部分展开表示的图，且为对随着鼓式凸轮的旋转而使凸轮卡合部件向与第一轴线c1平行的方向移动的凸轮机构进行说明的图。
图8为对图1中的模式切换控制部的信号处理进行具体说明的流程图。
图9为对图8的a以后的步骤进行说明的流程图。
图10为例示了按照图8以及图9的流程图而从高速齿轮四轮锁止(h4l)行驶模式或高速齿轮四轮自动(h4a)行驶模式经由高速齿轮两轮(h2)行驶模式向低速齿轮四轮锁止(l4l)行驶模式切换的几个切换模型的图。
图11为例示了与图10不同的其他的切换模型的图。
具体实施方式
第一输出轴以及第二输出轴为向前后轮中的一方以及另一方传递驱动力的部件，可以是第一输出轴在前轮侧而第二输出轴在后轮侧，或者是第一输出轴在后轮侧而第二输出轴在前轮侧这两种方式中的任意一种。作为高低速变速机构被设为高速齿轮级且四轮驱动(4wheeldrive)离合器(以下，记为4wd离合器)被设为连接状态的高速齿轮四轮(h4)行驶模式，例如如果4wd离合器为摩擦卡合式离合器则可以为高速齿轮四轮自动(h4a)行驶模式以及高速齿轮四轮锁止(h4l)行驶模式，但是也可以仅是其中的任意一方。高速齿轮四轮自动(h4a)行驶模式使摩擦卡合式离合器的传递转矩连续性地变化。高速齿轮四轮锁止(h4l)行驶模式使摩擦卡合式离合器完全连接。此外，也可以仅通过固定的传递转矩容量而对4wd离合器进行连接。此外，可以代替摩擦卡合式的4wd离合器而使用对第一输出轴和第二输出轴机械式地进行直接连结的啮合式的4wd离合器，即，只要是具有四轮驱动(4wheeldrive)锁止机构(以后，4wd锁止机构)的分动器，就能够使用该4wd锁止机构而使h4l行驶模式成立。作为高低速变速机构被设为低速齿轮级的低速齿轮行驶模式，虽然也可以具有低速齿轮两轮(l2)行驶模式，但如果是具有例如啮合式的4wd锁止机构的分动器，则可以是低速齿轮四轮锁止(l4l)行驶模式。在低速齿轮四轮锁止(l4l)行驶模式中，高低速变速机构被设为低速齿轮级且4wd锁止机构被设为直接连结状态。啮合式的4wd锁止机构与4wd离合器并列设置并且对第一输出轴和第二输出轴机械式地进行直接连结。此外，如果代替4wd锁止机构而采用具有摩擦卡合式的4wd离合器的分动器，则能够实现低速齿轮四轮自动(l4a)行驶模式以及l4l行驶模式。低速齿轮四轮自动(l4a)行驶模式使4wd离合器的传递转矩连续性地变化。l4l行驶模式使4wd离合器完全连接。
模式切换装置具备例如(a)电动电机；(b)螺纹机构，其通过使作为相互拧合的螺纹轴部件以及螺母部件中的任意一方的部件的旋转螺纹部件被所述电动电机旋转驱动，从而使作为该螺纹轴部件以及螺母部件中的任意一方的部件的轴向移动螺纹部件向轴心方向移动；(c)第一传递机构，其随着所述轴向移动螺纹部件的朝向所述轴心方向的一个方向的移动而机械性地将所述4wd离合器切换为连接状态，并且在随着该轴向移动螺纹部件的朝向相反方向的移动而机械性地将该4wd离合器切换为释放状态；(d)切换轴，其以与所述第一输出轴平行且能够在轴心方向上移动的方式而配置；(e)凸轮机构，其随着所述旋转螺纹部件的旋转而机械性地使所述切换轴向轴心方向移动；(f)第二传递机构，其随着所述切换轴朝向所述轴心方向的一个方向的移动而机械性地将所述高低速变速机构切换为所述高速齿轮级，并且随着该切换轴的朝向相反方向的移动而机械性地将该高低速变速机构切换为所述低速齿轮级，并且，所述模式切换装置被构成为，(g)随着所述旋转螺纹部件的朝向一个方向的转动而机械性地从所述高速齿轮四轮行驶模式经由所述高速齿轮两轮行驶模式而向所述低速齿轮行驶模式切换，随着所述旋转螺纹部件朝向相反方向的转动而机械性地从所述低速齿轮行驶模式经由所述高速齿轮两轮行驶模式而向所述高速齿轮四轮行驶模式切换。
虽然上述旋转螺纹部件以及轴向移动螺纹部件可以是相同的螺纹部件(螺纹轴部件或者螺母部件)，但也可以是相互不同的螺纹部件，即旋转螺纹部件为螺纹轴部件以及螺母部件中的任意一方，而轴向移动螺纹部件为螺纹轴部件以及螺母部件中的另一方。此外，虽然螺纹机构以例如与第一输出轴同轴的方式设置，但也能够配置在与第一输出轴平行的不同的轴心上。凸轮机构以具有鼓式凸轮和凸轮卡合部件的方式而构成，所述鼓式凸轮例如随着旋转螺纹部件的旋转而机械性地围绕轴心旋转，所述凸轮卡合部件被卡合在设置于该鼓式凸轮上的凸轮槽内。虽然鼓式凸轮能够相对于螺纹机构的旋转螺纹部件而同轴且一体地固定设置，但也能够将鼓式凸轮以及旋转螺纹部件配置在相互不同的轴心上并通过齿轮等进行连结。虽然上述模式切换装置为通过单一的电动电机的旋转而经由高速齿轮两轮行驶模式对高速齿轮四轮行驶模式和低速齿轮行驶模式进行切换的装置，但是也能够采用使用多个电动电机或气缸等其他的动力源来对行驶模式进行切换的模式切换装置。
第二条件是否被满足、即是否处于驱动力源与输入轴之间的动力传递被截断了的空档状态，在作为变速器而具备自动变速器的情况下，能够根据是否实施了将换档杆向n位置进行操作的空档操作来进行判断，其中，所述换档杆能够向选择后退行驶的r位置、选择前进行驶的d位置以及选择空档的n位置进行操作。在作为变速器而具备手动变速器的情况下，能够通过是否实施了例如用于将输入离合器截断的离合器踏板的踏入操作来进行判断。在通过换档杆而实施空档操作的情况下，所述电子控制单元在所述高速齿轮四轮行驶模式下的运转时，于所述第一以及第三条件被满足后实施了所述空档操作的情况下，在该第二条件被满足了的时刻处对所述模式切换装置进行控制从而从述高速齿轮四轮行驶模式向所述高速齿轮两轮行驶模式切换。即，所述第一切换控制部在所述第一以及第三条件已被满足的状态下判断为所述第二条件被满足时，从所述高速齿轮四轮行驶模式向所述高速齿轮两轮行驶模式切换。所述第一切换控制部被包含在所述电子控制单元中。所述第二切换控制部也可以在实施了所述空档操作后经过了预先设定的待机时间之后，对所述模式切换装置进行控制以从所述高速齿轮两轮行驶模式向所述低速齿轮行驶模式切换。在此情况下，存在实施了违规操作而经由n位置向r位置或d位置进行操作的可能性，因此为了确认空档操作的意向而希望在经过了预定的待机时间之后实施模式切换。而且，通过利用该待机时间而先行切换至高速齿轮两轮行驶模式，从而能够缩短向低速齿轮行驶模式切换的切换所需时间。
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。另外，在以下的实施例中，附图被适当简化或变形，各部件的尺寸比以及形状等也未必被准确描绘。
图1为对应用了本发明的四轮驱动车辆10的驱动系统的概要结构进行说明的图，并且为一并示出了四轮驱动车辆10的用于各种控制的控制系统的主要部分的图。在图1中，四轮驱动车辆10具备作为驱动力源的发动机12、左右的前轮14l、14r(在未特别进行区分的情况下称为前轮14)、左右的后轮16l、16r(在未特别进行区分的情况下称为后轮16)、将发动机12的动力分别向前轮14和后轮16传递的动力传递装置18等。后轮16为在两轮驱动(2wd)行驶中以及四轮驱动(4wd)行驶中时均成为驱动轮的主驱动轮。前轮14为在2wd行驶中时成为从动轮且在4wd行驶中时成为驱动轮的副驱动轮。本实施例的四轮驱动车辆10为以前置发动机后轮驱动(fr)为基础的四轮驱动车辆。发动机12为汽油发动机或柴油发动机等的内燃机。也能够代替发动机12而采用电动机等其他的驱动力源。
动力传递装置18具备：与发动机12连结的变速器(变速器)20、与变速器20连结的作为前后轮动力分配装置的四轮驱动车辆用的分动器22、与分动器22分别连结的前传动轴24以及后传动轴26、与前传动轴24连结的前轮用差动齿轮装置28、与后传动轴26连结的后轮用差动齿轮装置30、与前轮用差动齿轮装置28连结的左右的前轮车轴32l、32r(在未特别进行区分的情况下称为前轮车轴32)、与后轮用差动齿轮装置30连结的左右的后轮车轴34l、34r(在未特别进行区别的情况下称为后轮车轴34)等。在以这种方式构成的动力传递装置18中，通过变速器20而向分动器22传递的发动机12的动力从分动器22依次经由后传动轴26、后轮用差动齿轮装置30、后轮车轴34等后轮侧的动力传递路径而向后轮16传递。此外，向后轮16侧传递的发动机12动力的一部分通过分动器22而向前轮14侧被分配，并且依次经由前传动轴24、前轮用差动齿轮装置28、前轮车轴32等前轮侧的动力传递路径而向前轮14传递。
变速器20例如为行星齿轮式、两轴啮合式等的有级的自动变速器，其能够使前进行驶用的多个前进齿轮级、后退行驶用的后退齿轮级、以及将动力传递截断的空档成立，并且通过被配置于驾驶座的附近的换档杆220被驾驶员操作，从而按照从电子控制单元200输出的换档控制信号ssh而使各档位被电气切换。换档杆220能够被操作至选择前进行驶的d位置、选择后退行驶的r位置、以及选择空档的n位置等，并且通过被操作至n位置而使变速器20成为空档。即，将换档杆220向n位置进行的操作为空档操作，变速器20作为截断机构而发挥功能。另外，作为变速器20，可以使用能够通过驾驶员的手动操作而机械式地向多个前进齿轮级以及后退齿轮级切换的两轴啮合式等的手动变速器，在该情况下，例如对离合器踏板进行踏入操作从而将输入离合器截断的操作为空档操作。
前轮用差动齿轮装置28在前轮车轴32r侧(即前轮用差动齿轮装置28与前轮14r之间)具备前侧离合器36。前侧离合器36为，将前轮用差动齿轮装置28与前轮14r之间的动力传递路径选择性地连接或截断的电气(电磁)控制的啮合式离合器。另外，在前侧离合器36中，还可以具备同步机构(synchro机构)。
图2～图4为对分动器22的概要结构进行说明的图，图2以及图4为分动器22的剖视图，图3为分动器22的框架图。在图2～图4中，分动器22具备作为非旋转部件的分动器箱40。分动器22具备通过分动器箱40而以能够旋转的方式被支承的输入轴42、向后轮16输出动力的后轮侧输出轴44、向前轮14输出动力的前轮侧输出轴52。即，分动器22对从驱动齿轮46、高低速变速机构48、后轮侧输出轴44而向驱动齿轮46传递的传递转矩进行调节，所述驱动齿轮46为，将动力的输出对象设为与后轮侧输出轴44不同的链轮状齿轮，所述高低速变速机构48为，对输入轴42的旋转进行变速并向后轮侧输出轴44传递的副变速器。即，分动器22在共通的第一轴线(轴)c1上具备将后轮侧输出轴44的动力的一部分向驱动齿轮46传递的作为多板的摩擦离合器(多板离合器)的前轮驱动用离合器50。输入轴42以及后轮侧输出轴44以能够相互同心地进行相对旋转的方式而分别通过第一支承轴承71、第二支承轴承(输出轴支承轴承)73而被分动器箱40支承，驱动齿轮46以能够与后轮侧输出轴44进行相对旋转的方式而同轴地经由第三支承轴承75而被支承。即，输入轴42、后轮侧输出轴44、驱动齿轮46各自以能够围绕第一轴线c1旋转的方式而被分动器箱40所支承。另外，后轮侧输出轴44的前侧的端部通过轴承77而以可旋转的方式被支承。上述后轮侧输出轴44为第一输出轴的一个示例，前轮驱动用离合器50为本发明中的离合器的一个示例。
如图2～图4所示，在分动器箱40内，分动器22在与第一轴线c1平行的通用的第二轴线c2上具备前轮侧输出轴52和与前轮侧输出轴52一体设置的链轮状的从动齿轮54。并且，分动器22具备卷挂在驱动齿轮46与从动齿轮54之间的前轮驱动用链条56、对后轮侧输出轴44以及驱动齿轮46一体地进行连结的作为犬牙式离合器的4wd锁止机构58。上述前轮侧输出轴52为第二输出轴的一个示例。
输入轴42通过接头而与变速器20的输出轴(未图示)连结，并且通过从发动机12经由变速器20而输入的驱动力(转矩)而被旋转驱动。高低速变速机构48使高速齿轮级(变速比较小的高速侧变速级)h以及低速齿轮级(变速比较大的低速侧变速级)l中的任意一个成立，并且对来自变速器20的旋转进行变速且向后轮侧输出轴44传递。后轮侧输出轴44为，通过未图示的接头而与后传动轴26连结的主驱动轴。前轮侧输出轴52为，通过未图示的接头而与前传动轴24连结的副驱动轴。
以这种方式构成的分动器22通过前轮驱动用离合器50而对向驱动齿轮46传递的传递转矩进行调节，从而将从高低速变速机构48传递来的动力仅向后轮16传递，或者也分配给前轮14。此外，分动器22通过4wd锁止机构58而切换为，不产生后传动轴26与前传动轴24之间的旋转差的4wd锁止状态(直接连结状态)、和容许两者之间的旋转差的4wd非锁止状态(释放状态)中的任意一方。也就是说，分动器22在经由前轮驱动用离合器50的传递转矩被设为零且4wd锁止机构58被释放的状态下，不实施从后轮侧输出轴44朝向前轮侧输出轴52的动力传递。另一方面，分动器22在经由前轮驱动用离合器50而传递转矩或者4wd锁止机构58被直接连结的状态下，从后轮侧输出轴44经由驱动齿轮46、前轮驱动用链条56、以及从动齿轮54而向前轮侧输出轴52实施动力传递。
上述高低速变速机构48具备单小齿轮型的行星齿轮装置60、高低速套筒62。行星齿轮装置60具有以不能围绕第一轴线c1而进行相对旋转的方式与输入轴42连结的太阳齿轮s、相对于太阳齿轮s而同心配置且以不能围绕第一轴线c1而进行旋转的方式与分动器箱40连结的内啮合齿轮r、对与这两个太阳齿轮s以及内啮合齿轮r啮合的多个小齿轮p以能够进行自转且能够围绕太阳齿轮s而进行公转的方式而进行支承的行星齿轮架ca。因此，太阳齿轮s的旋转速度相对于输入轴42而为等速，行星齿轮架ca的旋转速度相对于输入轴42而被减速。此外，在太阳齿轮s的内周面上设置有高速侧齿轮齿64，在行星齿轮架ca上设置有与高速侧齿轮齿64相同直径的低速侧齿轮齿66。高速侧齿轮齿64为，与输出和输入轴42等速的旋转的高速齿轮级h的成立相关的花键齿。低速侧齿轮齿66为，与输出低于输入轴42的转速的低速旋转的低速齿轮级l的成立相关的花键齿。高低速套筒62以能够相对于后轮侧输出轴44而进行第一轴线c1方向的相对移动且不能进行相对旋转的方式而与后轮侧输出轴44花键嵌合，并且具备拨叉连结部62a、与拨叉连结部62a相邻且一体设置的外周齿62b。外周齿62b通过高低速套筒62在与第一轴线c1平行的方向上移动从而择一地与高速侧齿轮齿64以及低速侧齿轮齿66啮合。通过高速侧齿轮齿64和外周齿62b啮合，从而向后轮侧输出轴44传递与输入轴42的旋转等速的旋转，通过低速侧齿轮齿66与外周齿62b啮合，从而向后轮侧输出轴44传递相对于输入轴42的旋转而被减速的旋转。高速侧齿轮齿64以及高低速套筒62作为形成高速齿轮级h的高速齿轮级用离合器而发挥功能，低速侧齿轮齿66以及高低速套筒62作为形成低速齿轮级l的低速齿轮级用离合器而发挥功能。
4wd锁止机构58具备被设置于驱动齿轮46的内周面上的锁止齿68、以不能相对于后轮侧输出轴44而进行第一轴线c1方向上的相对移动且能够进行相对旋转的方式而与后轮侧输出轴44花键嵌合的锁止套筒70。在锁止套筒70中，在外周面上设置有通过在第一轴线c1方向上的移动而与被形成在驱动齿轮46上的锁止齿68啮合的外周齿70a，在该外周齿70a与锁止齿68啮合的4wd锁止机构58的直接连结状态下，形成了后轮侧输出轴44与驱动齿轮46一体旋转的4wd锁止状态。
高低速套筒62被设置在，相对于被设置在输入轴42上的第一支承轴承71(更具体而言相对于行星齿轮装置60)而靠驱动齿轮46侧的空间内。锁止套筒70在高低速变速机构48与驱动齿轮46之间的空间内与高低速套筒62相邻且分体设置。在这些高低速套筒62与锁止套筒70之间，配置有分别与高低速套筒62和锁止套筒70抵接而对高低速套筒62和锁止套筒70向相互分离侧施力的预压状态的第一弹簧72。此外，在驱动齿轮46与锁止套筒70之间，具备与后轮侧输出轴44的弹簧承受突部44a和锁止套筒70抵接而对锁止套筒70向与锁止齿68分离的前侧施力的预压状态的第二弹簧74。第一弹簧72以及第二弹簧74均为压缩线圈弹簧，第一弹簧72的施力与第二弹簧74相比被设定得较大。弹簧承受突部44a为在驱动齿轮46的径向内侧的空间内以向外周侧突出的方式而设置的后轮侧输出轴44的凸边部。高速侧齿轮齿64在第一轴线c1方向上被设置于与低速侧齿轮齿66相比而更远离锁止套筒70的前侧位置。高低速套筒62的外周齿62b通过高低速套筒62朝向与锁止套筒70分离的前侧(在图2、3中为左侧)的高速齿轮位置移动，从而与高速侧齿轮齿64啮合以使高速齿轮级h成立。此外，通过高低速套筒62朝向与锁止套筒70接近的后侧(在图2、3中为右侧)的低速齿轮位置移动，从而与低速侧齿轮齿66啮合以使低速齿轮级l成立。锁止套筒70的外周齿70a在锁止套筒70与驱动齿轮46接近的后侧(在图2、3中为右侧)处与锁止齿68啮合。锁止套筒70随着高低速套筒62朝向后侧的低速齿轮位置移动而根据第一弹簧72的施加力朝向后侧的锁止位置移动，从而使外周齿70a与锁止齿68啮合，以使4wd锁止机构58被设置为直接连结状态(4wd锁止状态)。此外，随着高低速套筒62朝向前侧的高速齿轮位置移动，其顺从第二弹簧74的施力而朝向前侧的锁止解除位置移动，从而使外周齿70a与锁止齿68的啮合被解除，以使4wd锁止机构58被设置为释放状态。
前轮驱动用离合器50为，具备如下部件的多板的摩擦离合器，即：以不能进行相对旋转的方式而与后轮侧输出轴44连结的离合器轴套76、以不能进行相对旋转的方式而与驱动齿轮46连结的离合器鼓78、被配置在离合器轴套76与离合器鼓78之间且对两者选择性地进行连接或断开的摩擦卡合要素80、对摩擦卡合要素80进行按压的按压部件81。前轮驱动用离合器50在第一轴线c1方向上以相对于驱动齿轮46而与4wd锁止机构58为相反侧的方式被设置在第一轴线c1上，并且通过朝向驱动齿轮46侧(前侧)进行移动的按压部件81而被压贴有摩擦卡合要素80并与之摩擦卡合。即，前轮驱动用离合器50使按压部件81朝向作为按压侧的前侧(在图2、3中为左侧)移动，从而在与摩擦卡合要素80抵接的状态下根据按压部件81的移动量而成为能够对传递转矩(转矩容量)进行调节的转矩可变连接状态、或者完全连接状态。另一方面，使按压部件81朝向与驱动齿轮46分离的作为非按压侧的后侧移动，从而在与摩擦卡合要素80不抵接的状态下成为释放状态(截断状态)。
在前轮驱动用离合器50为释放状态且锁止套筒70的外周齿70a与锁止齿68未啮合的4wd锁止机构58的释放状态下，后轮侧输出轴44与驱动齿轮46之间的动力传递被截断，从而成为从变速器20传递来的动力仅向后轮16传递的2wd状态。在该2wd状态下，通过使高低速变速机构48被设为高速齿轮级h，从而使高速齿轮两轮(h2)行驶模式成立。此外，当高低速变速机构48为高速齿轮级h、4wd锁止机构58为释放状态且前轮驱动用离合器50成为转矩可变连接状态或者完全连接状态时，使得高速齿轮级的4wd状态即高速齿轮四轮(h4)行驶模式成立。在该h4行驶模式下，而且在前轮驱动用离合器50的转矩可变连接状态下，后轮侧输出轴44与驱动齿轮46之间的旋转差动被允许而能够成为差动状态(4wd非锁止状态)，通过对前轮驱动用离合器50的传递转矩进行控制，从而成为能够对前轮14与后轮16的转矩分配在例如0：100～50：50左右的范围内连续地进行变更的高速齿轮四轮自动(h4a)行驶模式。此外，在前轮驱动用离合器50的完全连接状态下，成为后轮侧输出轴44与驱动齿轮46一体地进行旋转的4wd锁止状态，从而成为高速齿轮四轮锁止(h4l)行驶模式。另一方面，在高低速变速机构48为低速齿轮级l、前轮驱动用离合器50为截断状态、且4wd锁止机构58被设为直接连结状态(4wd锁止状态)时，使低速齿轮四轮锁止(l4l)行驶模式成立。该l4l行驶模式为低速齿轮行驶模式的一个示例。
分动器22具备高低速变速机构48、前轮驱动用离合器50、以及使4wd锁止机构58动作并对行驶模式进行切换的模式切换装置82。模式切换装置82具有电动机84(参照图3)、螺纹机构86、向前轮驱动用离合器50传递螺纹机构86的直线运动的第一传递机构87、凸轮机构101、叉轴102、向高低速变速机构48以及4wd锁止机构58传递叉轴102的直线运动的第二传递机构88。
螺纹机构86具备，在相对于前轮驱动用离合器50而与驱动齿轮46为相反侧处与第一轴线c1同心地配置、且被相互拧合的螺母部件92以及螺纹轴部件94。螺母部件92经由作为减速机构而发挥功能的涡轮蜗杆机构90而被电动机84旋转驱动。螺纹轴部件94以不能在第一轴线c1方向上移动且不能围绕第一轴线c1进行转动的方式而经由连结部件95被固定于分动器箱40上。螺母部件92通过多个滚珠96而与螺纹轴部件94拧合，螺纹机构86为，螺母部件92和螺纹轴部件94通过多个滚珠96而进行动作的滚珠丝杠。在以这种方式而构成的螺纹机构86中，通过利用电动机84而使螺母部件92被旋转驱动，从而使该螺母部件92在第一轴线c1方向上进行直线移动。即，螺母部件92作为被电动电机84旋转驱动的旋转螺纹部件而发挥功能并且作为朝向轴心方向移动的轴向移动螺纹部件而发挥功能。另外，该螺纹机构86为左螺纹，当螺母部件92通过电动机84而围绕第一轴线c1向箭头标记f1方向(从图中的作为右侧的后侧观察时向右旋转的方向)转动时，该螺母部件92通过与螺纹轴部件94之间的螺纹的作用而朝向与前轮驱动用离合器50远离的后侧方向、即箭头标记f2方向移动。
涡轮蜗杆机构90为，具备设置于电动机84的电机轴上的蜗杆98和被形成在鼓式凸轮100上的蜗轮100a的齿轮对，所述鼓式凸轮100与被形成在螺母部件92的后侧的端部上的凸边部92a同心地固定设置。虽然被形成在鼓式凸轮100上的蜗轮100a通过电动机84而被旋转驱动从而与螺母部件92一体地在第一轴线c1方向上移动，但是其并不受限于该蜗轮100a的移动，而是使蜗轮100a的第一轴线c1方向上的宽度尺寸被设为大于蜗杆98的第一轴线c1方向上的宽度尺寸，并将蜗轮100a的外周齿形成为平齿，以使蜗轮100a与蜗杆98始终啮合。
第一传递机构87具备介于按压部件81与螺母部件92的凸边部92a之间的推力轴承105、阻止按压部件81相对于螺母部件92而朝向摩擦卡合要素80侧相对移动预定尺寸以上的止动部件107。按压部件81通过推力轴承105以及止动部件107而使相对于螺母部件92而在第一轴线c1方向上的相对移动被限制，且以能够围绕第一轴线c1而进行相对旋转的方式与螺母部件92连结。由此，螺纹机构86中的螺母部件92的直线运动通过第一传递机构87而向前轮驱动用离合器50的摩擦卡合要素80传递，并根据该螺母部件92的轴心方向位置而使前轮驱动用离合器50被切换为释放状态、转矩可变连接状态、以及完全连接状态。具体而言，在螺母部件92如图4所示而位于第一轴线c1方向的后侧的状态下，按压部件81与摩擦卡合要素80分离，前轮驱动用离合器50被设为释放状态，当螺母部件92朝向前侧移动时，按压部件81与摩擦卡合要素80抵接，从而使前轮驱动用离合器50被设为转矩可变连接状态。当螺母部件92进一步朝向前侧移动时，如图2所示，前轮驱动用离合器50被设为完全连接状态。
鼓式凸轮100具备所述蜗轮100a、与蜗轮100a连接且以与第一轴线c1平行地朝向后侧突出的方式而设置的突部100b、被形成在该突部100b的外周上的凸轮槽100c。由于突部100b为使蜗轮100a的圆周方向的一部分朝向后侧突出的部件，因此形成为以第一轴线c1为中心而具有预定的角度范围的圆弧形状(局部圆筒形状)。
如图7所示，被形成在鼓式凸轮100上的凸轮槽100c具有：在相对于第一轴线c1而倾斜的方向上延伸的倾斜凸轮槽部100d、被形成在该倾斜凸轮槽部100d的前侧(螺纹机构86侧)的端部上且在相对于第一轴线c1而在垂直方向上延伸的第一垂直凸轮槽部100e、被设置在倾斜凸轮槽部100d的后侧的端部上且在相对于第一轴线c1而垂直的方向上延伸的第二垂直凸轮槽部100f。图7为以将圆弧形状的突部100b平坦地展开的方式而示出的图。根据以这种方式构成的鼓式凸轮100，例如图7的第一状态所示，当从凸轮卡合部件103的卡合突部103a被卡合在鼓式凸轮100的凸轮槽100c的第一垂直凸轮槽部100e内的状态起，通过电动电机84而使鼓式凸轮100与螺母部件92一体地围绕第一轴线c1朝向箭头标记f1方向转动时，如图7的第二状态、第三状态所示，卡合突部103a会沿着倾斜凸轮槽部100d而朝向作为后侧的箭头标记f2方向移动。该移动量d为，加上螺母部件92通过与螺纹轴部件94之间的螺纹的作用而向箭头标记f2方向进行移动的移动量而计算出来的大小。此外，例如如图7的第三状态所示，当从卡合突部103a被卡合在鼓式凸轮100的凸轮槽100c的第二垂直凸轮槽部100f内的状态起，通过电动机84而使鼓式凸轮100与螺母部件92一体地围绕第一轴线c1朝向箭头标记f1的相反方向转动时，如图7的第一状态、第二状态所示，卡合突部103a沿着倾斜凸轮槽部100d而朝向箭头标记f2的相反方向的前侧移动。此时的移动量d为，加上螺母部件92通过与螺纹轴部件94之间的螺纹的作用而向箭头标记f2的相反方向进行移动的移动量而计算出来的大小。即，当通过电动机84而使鼓式凸轮100与螺母部件92一起围绕第一轴线c1转动时，通过被形成在鼓式凸轮100上的凸轮槽100c而使凸轮卡合部件103朝向与第一轴线c1平行的方向进行直线往复移动。凸轮卡合部件103以不能进行围绕第一轴线c1的旋转且能够进行与第一轴线c1平行的方向上的移动的方式而配置。通过设置有凸轮槽100c的鼓式凸轮100以及凸轮卡合部件103，从而构成了凸轮机构101。
叉轴102在分动器箱40内以与后轮侧输出轴44平行且能够在作为轴心方向的第三轴线c3方向上移动的方式而配置。该叉轴102通过等待机构106而与凸轮卡合部件103连结，从而随着凸轮卡合部件103的直线往复移动而机械式地朝向第三轴线c3方向进行直线往复移动。如图5所示，等待机构106以能够在与第三轴线c3平行的方向上与叉轴102滑动的方式而被配置在第三轴线c3上，并且具备：被设置在一端部上的凸边彼此相对的一对带凸边圆筒部件108a、108b、被安装在一对带凸边圆筒部件108a、108b之间的圆筒状的止动部110、以预压状态被配置在止动部110的外周侧的弹簧部件(压缩线圈弹簧)112、将一对带凸边圆筒部件108a、108b以能够在与第三轴线c3平行的方向上滑动的方式而进行把持的连结把持部114。连结把持部114与所述凸轮卡合部件103一体设置，并通过与带凸边圆筒部件108a、108b的凸边抵接从而使带凸边圆筒部件108a、108b在叉轴102上滑动。带凸边圆筒部件108a、108b的凸边均与连结把持部114抵接的状态下的凸边间的长度被设为，长于止动部110的长度。因此，凸边均与连结把持部114抵接的状态通过弹簧部件112的施力而被形成。此外，在等待机构106中，具备设置在叉轴102上的止动部118a、118b，以对带凸边圆筒部件108a、108b的各自的第三轴线c3方向上的间距进行限制。通过利用止动部118a、118b而使带凸边圆筒部件108a、108b的间距被限制，从而能够将凸轮卡合部件103的第三轴线c3方向上的直线运动力经由连结把持部114而向叉轴102传递。该叉轴102为切换轴的一个示例。
使叉轴102的直线运动向高低速变速机构48以及4wd锁止机构58传递的第二传递机构88具备配置于叉轴102上的换档拨叉104。该换档拨叉104与设置在高低速套筒62上的所述拨叉连结部62a连结，并且通过使高低速套筒62随着叉轴102的直线往复移动而机械式地朝向第一轴线c1方向进行直线往复移动，从而使高低速变速机构48的齿轮级被切换。即，当从例如图2所示那样高低速套筒62的外周齿62b与高速侧齿轮齿64啮合且高速齿轮级h成立的状态起，使叉轴102朝向箭头标记f2方向即后侧移动时，高低速套筒62朝向驱动齿轮46侧移动。并且，外周齿62b与低速侧齿轮齿66啮合从而使低速齿轮级l成立。此外，当如图4所示那样低速齿轮级l成立的状态起使叉轴102朝向箭头标记f2方向的相反方向即前侧移动时，高低速套筒62会朝向从驱动齿轮46远离的一侧移动。并且，外周齿62b与高速侧齿轮齿64啮合从而使高速齿轮级h成立。
第二传递机构88被构成为，还具备所述第一弹簧72以及第二弹簧74，在上述高低速变速机构48的齿轮级的切换时进行运动并对4wd锁止机构58的动作状态机械式地进行切换。即，如图2所示，在高低速变速机构48被设为高速齿轮级h的状态下，当4wd锁止机构58为释放状态，并且使高低速套筒62朝向驱动齿轮侧移动从而被切换为低速齿轮级l时，锁止套筒70顺从第一弹簧72的施力而朝向后侧的锁止位置移动。并且，外周齿70a与锁止齿68啮合，4wd锁止机构58成为直接连结状态(4wd锁止状态)。此外，如图4所示，在高低速变速机构48被设为了低速齿轮级l的状态下，4wd锁止机构58为直接连结状态。而且，当高低速套筒62朝向从驱动齿轮46远离的前侧移动从而被切换为高速齿轮级h时，锁止套筒70顺从第二弹簧74的施力而朝向前侧移动。而且，外周齿70a与锁止齿68的啮合被解除，从而使4wd锁止机构58成为释放状态。叉轴102在第三轴线c3方向上，于高低速变速机构48为高速齿轮级h且4wd锁止机构58为释放状态的高速齿轮位置、和高低速变速机构48为低速齿轮级l且4wd锁止机构58为4wd锁止状态的低速齿轮位置之间进行移动。
所述前轮驱动用离合器50的摩擦卡合要素80在通过电动机84而使螺母部件92朝向箭头标记f1的相反方向转动，且叉轴102从低速齿轮位置朝向高速齿轮位置移动时，通过随着螺母部件92的转动而进行的轴向移动从而使按压部件82朝向前侧移动。另外，在叉轴102处于低速齿轮位置以及高速齿轮位置中的任意一个位置的情况下，均保持在由按压部件82进行的按压被解除的释放状态。即，当叉轴102朝向低速齿轮位置移动时所述l4l行驶模式成立，当叉轴102朝向高速齿轮位置移动时所述h2行驶模式成立。在图7中，第一状态表示叉轴102处于高速齿轮位置时的卡合突部103a的位置，第三状态表示叉轴102处于低速齿轮位置时的卡合突部103a的位置，第二状态表示叉轴102处于高速齿轮位置和低速齿轮位置的切换中时的卡合突部103a的位置。
另一方面，当从叉轴102被设为高速齿轮位置的状态起使螺母部件92通过电动机84而进一步朝向箭头标记f1的相反方向转动时，随着螺母部件92朝向前侧的移动从而按压部件81与摩擦卡合要素80抵接。而且，前轮驱动用离合器50成为朝向前轮14侧传递驱动力的连接状态，从而使h4行驶模式成立。在该h4行驶模式中，根据螺母部件92的转动位置即轴向位置，而使前轮驱动用离合器50为转矩可变连接状态即容许差动旋转的h4a行驶模式、以及前轮驱动用离合器50被完全连接的h4l行驶模式成立。
即，如图6所示，本实施例的模式切换装置82根据螺母部件92的转动位置，而以
分动器22具备将叉轴102定位于高速齿轮位置或者低速齿轮位置的轴定位机构120。轴定位机构120具备，被形成在叉轴102进行滑动的分动器箱40的内周面上的收纳孔122、被收纳在收纳孔122中的锁止滚珠124、被收纳在收纳孔122中并且对锁止滚珠124朝向叉轴102侧进行施力的锁止用弹簧126、被形成在叉轴102的外周面上的一对凹部128h以及128l。而且，通过锁止滚珠124与凹部128h卡合，从而使叉轴102被定位于高速齿轮位置，通过锁止滚珠124与凹部128l卡合，从而使叉轴102被定位于低速齿轮位置。通过轴定位机构120，即使在各齿轮位置处停止来自电动机84的输出，也能够保持叉轴102的各齿轮位置。
分动器22具备对叉轴102的低速齿轮位置进行检测的低速齿轮位置检测开关130。低速齿轮位置检测开关130为例如滚珠型的接触开关，并且通过与朝向低速齿轮位置移动的叉轴102接触而对朝向低速齿轮位置进行移动的情况进行检测。当通过低速齿轮位置检测开关130而检测出处于低速齿轮位置时，点亮用于向驾驶员通知例如处于l4l行驶模式的指示器。该指示器例如被设置在显示装置240上。
返回图1，四轮驱动车辆10作为对上述行驶模式进行切换或对发动机12输出进行控制或者对变速器20的齿轮级进行切换的控制器而具备电子控制单元200。电子控制单元200以包含具备cpu、ram、rom、输入输出接口等的所谓微型计算机的方式而构成，cpu利用ram的临时存储功能并通过按照预先存储在rom中的程序而来实施信号处理从而执行各种控制。且根据需要而区分构成为行驶模式切换控制用、发动机12的输出控制用、变速器20的变速控制用等。在电子控制单元200中，分别被供给有基于被设置在四轮驱动车辆10中的各种传感器而检测出的检测信号的各种信息。各种传感器为，例如低速齿轮位置检测开关130、发动机转速传感器202、电机旋转角度传感器204、各车轮速度传感器206、加速器开度传感器208、为了对高速齿轮级h和低速齿轮级l进行切换而被驾驶员操作的高低切换开关210、为了对4wd状态进行选择而被驾驶员操作的4wd选择开关212、为了对4wd锁止状态进行选择而被驾驶员操作的4wd锁止选择开关214、对被驾驶员操作的换档杆220的操作位置psh进行检测的换档位置传感器222等。各种信息为，例如低速齿轮位置plg、发动机转速ne、电机旋转角度θm、前轮14l、14r以及后轮16l、16r的各车轮速度nwfl、nwfr、nwrl、nwrr、加速器开度θacc、通过高低切换开关210而被选择的齿轮级shl、作为表示4wd选择开关212被操作了的信号的4wd要求4wdon、作为表示4wd锁止选择开关214被操作了的信号的4lockon、换档杆220的操作位置psh等。
如图1所示，从电子控制单元200向发动机12、前侧离合器36的致动器、变速器20、电动机84等分别输出例如用于发动机12的输出控制的发动机输出控制指令信号se、用于对前侧离合器36的状态进行切换的动作指令信号sd、用于对变速器20的齿轮级进行切换的变速指令信号ssh、为了对行驶模式进行切换而对电动机84的旋转量进行控制的电机驱动指令信号sm等。此外，对于被配置于仪表盘等上的显示装置240，除了例如通知处于所述l4l行驶模式的显示之外，还会输出使其显示对模式切换操作为违规操作的情况进行通知的显示等的显示信号si。显示装置240不仅为视觉显示，而且具备产生蜂鸣声等的发声装置。
电子控制单元200在功能上具备模式切换控制部230，并且基于高低速切换开关210、4wd选择开关212、4wd锁止选择开关214的操作或车辆的运转状态等对所述行驶模式h4l、h4a、h2、l4l进行切换。其中，l4l行驶模式为在河岸用地或多岩石地带、陡峭坡面等越野环境中以大转矩进行低速行驶的情况下被优先选择的行驶模式，在第一至第三条件全部被满足了的情况下，对模式切换装置82的电动机84进行控制而朝向l4l行驶模式切换。第一条件为，处于车速v大致为零的停车状态。第二条件为，处于变速器20为空档且发动机12与输入轴42之间的动力传递被截断的空档状态。以及，第三条件为，通过高低切换开关210的操作而使低速齿轮级l即l4l行驶模式被选择。由于在通过高低切换开关210而选择了低速齿轮级l的情况下必定成为l4l行驶模式，因此对低速齿轮级l进行选择的低速齿轮选择操作相当于l4l选择操作，高低切换开关210作为低速齿轮行驶模式选择操作装置而发挥功能。
上述模式切换控制部230为了实施向l4l行驶模式切换的l4l切换控制而功能性地具备l4l切换推测部232、h2切换部234、l4l切换判断部236、以及l4l切换执行部238。而且，模式切换控制部230按照图8以及图9的流程图的步骤s1～s23(以下，仅称为s1～s23)来实施信号处理。图8的s1～s4以及s6～s11相当于l4l切换推测部232的信号处理，s5相当于h2切换部234的信号处理。图9的s12～s15以及s20～s22相当于l4l切换判断部236的信号处理，s16以及s17相当于l4l切换执行部238的信号处理。另外，l4l切换推测部232以及h2切换部234作为第一切换控制部而发挥功能，l4l切换判断部236以及l4l切换执行部238作为第二切换控制部而发挥功能。
在图8的s1中，例如基于来自低速齿轮位置检测开关130或电机旋转角度传感器204的信号而对是否处于通过除了l4l行驶模式以外的h2行驶模式、h4a行驶模式、以及h4l行驶模式中的任意一种模式而实施的运转时进行判断。而且，在处于通过h2行驶模式、h4a行驶模式、以及h4l行驶模式中的任意一种模式而进行的运转时，执行s2以后的步骤，并对是否处于空档状态进行判断。是否处于空档状态在本实施例中能够根据是否实施了将换档杆220操作至n位置的空档操作来进行判断，在实施了空档操作的情况下执行s3。在变速器20为手动变速器的情况下，只要在s2中对是否通过离合器踏板被实施踏入操作从而使输入离合器处于释放状态进行判断即可。在s3中，对通过s7的执行而通知具有违规操作的蜂鸣器鸣动或ind灯的闪烁的有无进行判断，在未执行这种对违规的显示的情况下、即未实施违规操作的情况下，在s4中对是否处于停车状态进行判断。而且，在处于停车状态的情况下执行s5，通过对模式切换装置82的电动机84进行旋转驱动以使螺母部件92旋转至h2位置，从而向h2行驶模式切换。另外，在当前的行驶模式为h2行驶模式的情况下，不需要实施行驶模式的切换控制。
在上述s2的判断为否(否定)的情况下，即在换档杆220未处于n位置的情况下，执行s6并对是否实施了低速齿轮选择操作进行判断。在实施了低速齿轮选择操作的情况下，即在于空档操作或车辆停止之前实施了低速齿轮选择操作的情况下，执行s7并且为了通知存在违规操作而使显示装置240的蜂鸣器鸣动并使ind灯闪烁。在未实施低速齿轮选择操作的情况下，后续于s6而执行s8，在停止蜂鸣器并且解除ind灯的闪烁之后返回s2。另外，在未执行对违规的显示的情况下就此返回s2。在s4的判断为否的情况，即实施了空档操作但还未处于停车状态的情况下，也执行上述s6以后的步骤。
在所述s3的判断为是(肯定)的情况下，即在通过s7的执行而实现的对违规的显示仍在继续的状态下实施空档操作，并且在后续于s2而执行了s3的情况下，继续执行s9。在s9中对是否处于停车状态进行判断，在处于停车状态的情况下，即在向l4l行驶模式切换的三个条件全部被满足了的情况下，执行s10并且在设定了l4l切换条件a之后执行s5从而向h2行驶模式切换。在该情况下，在尽管三个条件全部已被满足但是换档杆220的空档操作最后被执行的情况下，由于确认了不是经由n位置而朝向r位置或d位置进行的换档操作，因此尽管作为l4l切换条件a而设定由预定的待机时间，但是并不等待该待机时间的经过而立即执行s5从而向h2行驶模式切换。此外，在s9为否的情况下，即在未处于停车状态的情况下，在执行s11并设定了l4l切换条件b之后执行s5从而向h2行驶模式切换。在该情况下，由于未满足三个条件中的处于停车状态的条件，因此作为l4l切换条件b而设定有处于停车状态的条件。
在图9的s12中，对是否处于驱动状态进行判断。是否处于驱动状态在本实施例中能够通过换档杆220是否被操作至d位置或者r位置来进行判断，并且存在例如经由n位置而被操作至d位置或者r位置的情况。在变速器20为手动变速器的情况下，能够通过是否处于离合器踏板未被实施踏入操作的输入离合器的连接状态来进行判断，存在离合器踏板仅临时性地被实施了踏入操作的情况。在处于驱动状态的情况下，由于考虑到没有向l4l行驶模式切换的意向，因此执行s18以及s19，在所述s5中返回在向h2行驶模式切换前的原来的行驶模式。在未处于驱动状态的情况下执行s13，通过例如加速器开度θacc是否在预定值以上来对加速踏板是否被实施了踏入操作的加速器开启进行判断。由于在加速器开启的情况下，认为欲立即进行起动，因而就此继续朝向l4l行驶模式进行切换控制是不恰当的，从而执行s18以及s19并返回原来的行驶模式。
在上述s12以及s13的判断中的任意一个均为否的情况下，在s14中对是否执行对违规的显示进行判断，在未执行对违规的显示的情况下，继续执行s15。在s15中对是否实施了低速齿轮选择操作进行判断，在未实施低速齿轮选择操作的情况下重复执行s12以后的步骤。另一方面，在实施低速齿轮选择操作的情况下执行s16以及s17，通过对模式切换装置82的电动机84进行旋转驱动以使螺母部件92从h2位置进一步转动至l4l位置，从而从h2行驶模式向l4l行驶模式切换。通过实施低速齿轮选择操作从而使s15的判断成为是，在后续于s15而执行了s16、s17的情况下，已经切换为h2行驶模式。因此，能够在实施了低速齿轮选择操作之后快速地使l4l行驶模式成立。
在上述s14的判断为是的情况下，即在执行对违规的显示的情况下，执行s20。在s20中，对是否通过高低切换开关210而使高速齿轮级h被选择进行判断。而且，在高速齿轮级h被选择的情况下，由于不存在向l4l行驶模式切换的意向，因此在s23中解除了对违规的显示之后执行s18以及s19并返回原来的行驶模式。在高速齿轮级h未被选择的情况下，即在低速齿轮级l的选择状态被维持的情况下，后续于s20而执行s21。在s21中，对是否满足在所述s10或s11中被设定的l4l切换条件a或b进行判断，在不满足的情况下重复执行s12以后的步骤。此外，如果满足了l4l切换条件a或b，则后续于s21而执行s22，在解除了对违规的显示后执行s16以及s17从而向l4l行驶模式切换。由于在该情况下也已经切换为h2行驶模式，因此能够在满足了l4l切换条件a或b后立即使l4l行驶模式成立。具体而言，在向l4l行驶模式切换的第一至第三条件全部被满足的情况下，当在s10中作为l4l切换条件a而设定有待机时间时，在该待机时间的期间内实施向h2行驶模式的切换。因此，能够在经过了待机时间之后立即使l4l行驶模式成立。此外，在满足了除去处于停车状态的第一条件以外的两个条件的情况下，当在s11中作为l4l切换条件b而设定有处于停车状态的条件时，在处于停车状态之前实施向h2行驶模式的切换。因此，能够在成为了停车状态之后立即使l4l行驶模式成立。
图10以及图11为，将按照上述图8以及图9的流程图而向l4l行驶模式切换的切换模型根据第一至第三条件的满足状况以及向h2行驶模式的切换时机而分为六类来表示的图。图10以及图11的“停车”、“n操作”、以及“h→l切换操作”分别表示停车状态、空档操作(空档状态)、低速齿轮选择操作，且为在向l4l行驶模式切换时的第一至第三条件。此外，图11的“待机”表示在图8的s10中作为l4l切换条件a而被设定的待机时间。
图10的第一模型以及第二模型的切换模型在除了第三条件以外的第一条件和第二条件被满足了的时刻向h2行驶模式切换，存在被设为了低速齿轮选择操作之后立即使l4l行驶模式成立的情况，也存在按照正规的操作而向l4l行驶模式切换的情况。在此，由于即使实施了低速齿轮选择操作，但只要不是处于停车状态且处于空档状态，则不能选择l4l行驶模式，因此满足第一以及第二条件的情况也可以说成是用于许可低速齿轮选择操作的许可条件。因此，在第一以及第二条件均满足时的低速齿轮选择操作被作为正规的操作而处理，满足第一以及第二条件前的低速齿轮选择操作被作为违规操作而处理。此外，在对图8以及图9的流程图进行具体说明时，在依次执行例如s1、s2、s3、s4、s5、s12、s13、s14、s15、(重复s12～s15)、s16、s17各步骤从而实施了切换控制的情况下，成为该第一模型或第二模型的切换模型。
图10的第三模型的切换模型为，通过后续于空档操作而继续实施低速齿轮选择操作，从而由于还在停车前因此实施所述s7的对违规的显示，并且通过满足包含空档状态在内的两个条件而向h2行驶模式切换，且在成为了停车状态之后立即使l4l行驶模式成立的情况。在对图8以及图9的流程图进行具体说明时，在依次执行例如s1、s2、s3、s4、s6、s7、s2、s3、s9、s11、s5、s12、s13、s14、s20、s21、(重复s12～s21)、s22、s16、s17各步骤从而实施了切换控制的情况下，成为该第三模型的切换模型。
图10的第四模型的切换模型为，通过在空档操作之前实施低速齿轮选择操作从而被设为所述s7的对违规的显示，并且通过实施空档操作从而由于满足了包含空档状态在内的两个条件而向h2行驶模式切换，且在成为了停车状态之后立即使l4l行驶模式成立的情况。在对图8以及图9的流程图进行具体说明时，在依次执行例如s1、s2、s6、s7、s2、s3、s9、s11、s5、s12、s13、s14、s20、s21、(重复s12～s21)、s22、s16、s17各步骤从而实施了切换控制的情况下，成为该第四模型的切换模型。
图11的第五模型以及第六模型的切换模型为，通过在空档操作之前实施低速齿轮选择操作从而被设为所述s7的对违规的显示，并且通过在成为了停车状态之后实施空档操作，从而在实施了该空档操作之后向h2行驶模式切换，并在从空档操作经过了预定的待机时间后使l4l行驶模式成立的情况。在参照图8以及图9的流程图而进行具体说明时，在依次执行例如s1、s2、s6、s7、s2、s3、s9、s10、s5、s12、s13、s14、s20、s21、(重复s12～s21)、s22、s16、s17各步骤从而实施了切换控制的情况下，成为该第五模型或第六模型的切换模型。
如此，在本实施例的四轮驱动车辆10中，如图10的第一模型至第四模型的切换模型那样，在h4l行驶模式或者h4a行驶模式下的运转时，在第一至第三条件中的包含第二条件在内的两个条件被满足时向h2行驶模式切换，且如果剩下的一个条件被满足了，则从该h2行驶模式向l4l行驶模式切换。因此，使第一至第三条件全部被满足后的向l4l行驶模式切换的切换所需时间被缩短。因此，即使在实施了第一至第三条件全部被满足后立即将换档杆220操作至d位置等的起动操作的情况下，由于使第一至第三条件全部满足后的切换所需时间较短，因此适当地抑制了在高低速变速机构48的变速过渡时通过由起动操作所带来的动力传递而产生齿轮噪声等的情况。此外，在包含空档状态在内的两个条件被满足时向h2行驶模式切换。因此，不会对驱动力变动等车辆的运行状况造成影响，而能够在不使驾驶员产生不适感的情况下缩短向l4l行驶模式切换的切换所需时间。
尤其是，不仅在通过图10的第一模型、第二模型所示的正规的操作而实施了向l4l行驶模式的切换操作的情况下，即使在图10的第三模型、第四模型的切换模型、即实施了在空档操作或停车前实施低速齿轮选择操作的违规操作的情况下，若该低速齿轮选择操作以及空档状态这两个条件被满足则会在行驶中向h2行驶模式切换，而在停车时从h2行驶模式向l4l行驶模式切换。即，通过在第一至第三条件全部被满足前向h2行驶模式切换，从而使得将第一至第三条件全部被满足后向l4l行驶模式切换的切换所需时间缩短的切换模型的种类变多。因此，能够进一步适当地抑制在第一至第三条件全部被满足之后立即实施了起动操作的情况下的齿轮噪声等的产生。由于即使在该情况下也会通过空档操作而使变速器20被设为空档，因此能够缩短向l4l行驶模式切换的切换所需时间以使驾驶员不会因驱动力变动等而产生不适感。
另一方面，在本实施例中，如图11的第五模型、第六模型的切换模型所示，在实施了于空档操作之前进行低速齿轮选择操作的违规操作，并且在维持了低速齿轮选择操作的状态下停车而实施了空档操作的情况下，虽然在从该空档操作起经过了预定的待机时间之后向l4l行驶模式切换，但是由于在该待机时间中向h2行驶模式切换，因此在经过了待机时间后到l4l行驶模式成立为止的所需时间被缩短。
另外，在本发明的实施时，只要按照图10所示的四个切换模型中的至少第一模型以及第二模型中的任意一方的切换模型来实施向l4l行驶模式的切换控制即可。换言之，可以仅在实施了正规的操作时按照切换模型来实施向l4l行驶模式的切换控制。此外，对违规的显示并不是必需的，关于是否执行对违规的显示的设定可以适当地决定。
虽然以上基于附图而对本发明的实施例进行了详细说明，但这只不过是一种实施方式，本发明能够基于本领域技术人员的知识而以追加了各种变更、改良的方式来实施。