JP2019014449A - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

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孝司 安藤
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Abstract

【課題】車両停車中においてハイロー切替機構の切替動作中に切替スリーブから発生する異音を好適に抑制する車両用動力伝達装置を提供する。【解決手段】電子制御装置６０は、車両停車中においてハイロー切替機構４０の切替動作中に入力軸３６の回転速度がゼロになるように電動モータＭＧの回転速度Ｎｍｇを制御する。このため、車両停止中においてハイロー切替機構４０の切替動作中に電子制御装置６０によって入力軸３６の回転速度がゼロになるように電動モータＭＧの回転速度Ｎｍｇが制御され、ハイロー切替機構４０の切替動作中に入力軸３６の回転速度すなわちサンギヤＳおよびキャリアＣＡの回転速度が上昇することが抑制されるので、車両停車中においてハイロー切替機構４０の切替動作中に入力軸３６の回転速度が上昇することに伴うハイロー切替スリーブ６４から発生する異音が好適に抑制される。【選択図】図８

Description

本発明は、ハイロー切替機構を備える車両用動力伝達装置において、車両停止中において切替スリーブをハイギヤ位置とローギヤ位置とに切り替える前記ハイロー切替機構の切替動作中に前記切替スリーブから発生する異音（ギヤ鳴り）を好適に抑制させる技術に関する。
駆動源からの動力を主駆動輪および副駆動輪に動力伝達する車両用動力伝達装置において、前記駆動源からの動力を入力する入力軸と、前記主駆動輪および前記副駆動輪に動力を伝達する出力軸と、前記入力軸に連結されるとともに前記出力軸に選択的に連結される第１回転要素と前記出力軸に選択的に連結される第２回転要素と非回転部材に連結される第３回転要素とを有する遊星歯車装置、および前記出力軸を前記第１回転要素と前記第２回転要素とに選択的に連結する切替スリーブを含み、前記切替スリーブを、前記出力軸と前記第１回転要素とを動力伝達可能に連結するハイギヤ位置と、前記出力軸と前記第２回転要素とを動力伝達可能に連結するローギヤ位置とに切り替えられるハイロー切替機構を有するものが知られている。例えば、特許文献１に記載された車両用動力伝達装置がそれである。
特開２００８−８７６０７号公報
ところで、上記特許文献１のような車両用動力伝達装置では、前記切替スリーブが、前記出力軸と前記第１回転要素とを動力伝達可能に連結するハイギヤ位置と前記出力軸と前記第２回転要素とを動力伝達可能に連結するローギヤ位置とに切り替えられる過程（ハイロー切替機構の切替動作中）において、前記切替スリーブが前記出力軸と前記第１回転要素および前記第２回転要素のいずれの一方とを連結しないニュートラル位置に一旦切り替えられてから、前記ハイギヤ位置または前記ローギヤ位置へ切り替えられる。このため、上記特許文献１のような車両用動力伝達装置では、車両停車中に前記切替スリーブが前記ハイギヤ位置と前記ローギヤ位置とに切り替えられる過程において、前記切替スリーブが一旦前記ニュートラル位置となると、前記入力軸の回転速度すなわち前記第１回転要素および前記第２回転要素の回転速度がゼロから上昇してしまい、その後、その回転速度が上昇した前記第１回転要素または前記第２回転要素と車両停車中で回転が停止している前記出力軸とが前記切替スリーブとの噛合によって連結されるので、車両停車中に前記切替スリーブが前記ハイギヤ位置と前記ローギヤ位置とに切り替えらえる過程（ハイロー切替機構の切替動作中）で前記切替スリーブから異音（ギヤ鳴り）が発生するという問題があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両停車中においてハイロー切替機構の切替動作中に切替スリーブから発生する異音を好適に抑制する車両用動力伝達装置を提供することにある。
第１発明の要旨とするところは、（ａ）駆動源からの動力を主駆動輪および副駆動輪に動力伝達する車両用動力伝達装置であって、（ｂ）前記駆動源からの動力を入力する入力軸と、前記主駆動輪および前記副駆動輪に動力を伝達する出力軸と、前記入力軸に連結されるとともに前記出力軸に選択的に連結される第１回転要素と前記出力軸に選択的に連結される第２回転要素と非回転部材に連結される第３回転要素とを有する遊星歯車装置、および前記出力軸を前記第１回転要素と前記第２回転要素とに選択的に連結する切替スリーブを含むハイロー切替機構と、を有するトランスファと、（ｃ）前記第１回転要素または前記第２回転要素に連結される電動機と、（ｄ）前記電動機の回転速度を制御する回転制御装置と、を備え、（ｅ）前記回転制御装置は、車両停車中において前記ハイロー切替機構の切替動作中に前記入力軸の回転速度がゼロになるように前記電動機の回転速度を制御することにある。
また、第２発明の要旨とするところは、前記回転制御装置は、車両走行中において前記ハイロー切替機構を切替動作させる場合に、前記ハイロー切替機構の切替動作中に、前記第１回転要素の回転速度または前記第２回転要素の回転速度が前記出力軸の回転速度と同期するように前記電動機の回転速度を制御することにある。
また、第３発明の要旨とするところは、前記ハイロー切替機構は、前記切替スリーブが、前記第１回転要素に形成されたハイ側ギヤ歯と噛み合うハイギヤ位置と、前記第２回転要素に形成されたロー側ギヤ歯と噛み合うローギヤ位置とにシフトアクチュエータによって切り替えられる前記ハイロー切替機構の切替動作により、前記入力軸の回転を変速して前記出力軸に伝達することにある。
また、第４発明の要旨とするところは、前記回転制御装置は、車両走行中において前記切替スリーブを前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置に切り替える場合に、前記切替スリーブが前記ハイ側ギヤ歯と前記ロー側ギヤ歯との両方に噛み合わないニュートラル位置で、前記第２回転要素の回転速度が前記出力軸の回転速度と同期するように前記電動機の回転速度を制御することにある。
また、第５発明の要旨とするところは、前記回転制御装置は、車両走行中において前記切替スリーブを前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置に切り替える場合に、前記切替スリーブが前記ハイ側ギヤ歯と前記ロー側ギヤ歯との両方に噛み合わないニュートラル位置で、前記第１回転要素の回転速度が前記出力軸の回転速度と同期するように前記電動機の回転速度を制御することにある。
第１発明によれば、（ｂ）前記駆動源からの動力を入力する入力軸と、前記主駆動輪および前記副駆動輪に動力を伝達する出力軸と、前記入力軸に連結されるとともに前記出力軸に選択的に連結される第１回転要素と前記出力軸に選択的に連結される第２回転要素と非回転部材に連結される第３回転要素とを有する遊星歯車装置、および前記出力軸を前記第１回転要素と前記第２回転要素とに選択的に連結する切替スリーブを含むハイロー切替機構と、を有するトランスファと、（ｃ）前記第１回転要素または前記第２回転要素に連結される電動機と、（ｄ）前記電動機の回転速度を制御する回転制御装置と、を備え、（ｅ）前記回転制御装置は、車両停車中において前記ハイロー切替機構の切替動作中に前記入力軸の回転速度がゼロになるように前記電動機の回転速度を制御する。このため、車両停止中において前記ハイロー切替機構の切替動作中に前記回転制御装置によって前記入力軸の回転速度がゼロになるように前記電動機の回転速度が制御され、前記ハイロー切替機構の切替動作中に前記入力軸の回転速度すなわち前記第１回転要素および前記第２回転要素の回転速度が上昇することが抑制されるので、車両停車中において前記ハイロー切替機構の切替動作中に前記入力軸の回転速度が上昇することに伴う前記切替スリーブから発生する異音が好適に抑制される。
第２発明によれば、前記回転制御装置は、車両走行中において前記ハイロー切替機構を切替動作させる場合に、前記ハイロー切替機構の切替動作中に、前記第１回転要素の回転速度または前記第２回転要素の回転速度が前記出力軸の回転速度と同期するように前記電動機の回転速度を制御する。このため、車両走行中においても前記ハイロー切替機構を切替動作させることができ、且つ、車両走行中において前記ハイロー切替機構の切替動作中に前記切替スリーブから発生する異音が好適に抑制される。
第３発明によれば、前記ハイロー切替機構は、前記切替スリーブが、前記第１回転要素に形成されたハイ側ギヤ歯と噛み合うハイギヤ位置と、前記第２回転要素に形成されたロー側ギヤ歯と噛み合うローギヤ位置とにシフトアクチュエータによって切り替えられる前記ハイロー切替機構の切替動作により、前記入力軸の回転を変速して前記出力軸に伝達することにある。このため、車両停車中において前記ハイロー切替機構の切替動作中に前記切替スリーブが前記ハイ側ギヤ歯または前記ロー側ギヤ歯と噛み合う時に発生する異音が好適に抑制される。
第４発明によれば、前記回転制御装置は、車両走行中において前記切替スリーブを前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置に切り替える場合に、前記切替スリーブが前記ハイ側ギヤ歯と前記ロー側ギヤ歯との両方に噛み合わないニュートラル位置で、前記第２回転要素の回転速度が前記出力軸の回転速度と同期するように前記電動機の回転速度を制御する。このため、車両走行中に前記切替スリーブを前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置に切り替える前記ハイロー切替機構の切替動作中において、前記切替スリーブが前記ロー側ギヤ歯と噛み合う時に発生する異音が好適に抑制される。
第５発明によれば、前記回転制御装置は、車両走行中において前記切替スリーブを前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置に切り替える場合に、前記切替スリーブが前記ハイ側ギヤ歯と前記ロー側ギヤ歯との両方に噛み合わないニュートラル位置で、前記第１回転要素の回転速度が前記出力軸の回転速度と同期するように前記電動機の回転速度を制御する。このため、車両走行中に前記切替スリーブを前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置に切り替える前記ハイロー切替機構の切替動作中において、前記切替スリーブが前記ハイ側ギヤ歯と噛み合う時に発生する異音が好適に抑制される。
本発明が適用された４輪駆動車両の概略構成を説明する図である。 図１の４輪駆動車両に設けられたトランスファの構成を説明する図である。 図２のトランスファに設けられたハイロー切替機構の構成を説明する図であり、そのハイロー切替機構に設けられたハイロー切替スリーブがローギヤ位置である状態を示す図である。 図２のトランスファに設けられたハイロー切替機構の構成を説明する図であり、そのハイロー切替機構に設けられたハイロー切替スリーブがニュートラル位置である状態を示す図である。 図２のトランスファに設けられたハイロー切替機構の構成を説明する図であり、そのハイロー切替機構に設けられたハイロー切替スリーブがハイギヤ位置である状態を示す図である。 図１の４輪駆動車両に設けられた電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 車両停車中において、ハイロー切替スリーブがハイギヤ位置からローギヤ位置に切り替えられた時の状態を示す共線図であり、ハイロー切替スリーブがハイギヤ位置からローギヤ位置に切り替えられる時において電動モータが非駆動状態である場合を示す図である。 車両停車中において、ハイロー切替スリーブがハイギヤ位置からローギヤ位置に切り替えられた時の状態を示す共線図であり、ハイロー切替スリーブがハイギヤ位置からローギヤ位置に切り替えられる時において、図６に示す電子制御装置の電動モータ制御部によって電動モータが制御された状態を示す図である。 図６の電子制御装置において、車両停車中にハイロー切替スリーブをハイギヤ位置からローギヤ位置へまたはローギヤ位置からハイギヤ位置へ切り替えるハイロー切替機構の切替動作中に、入力軸の回転速度の上昇を抑制させる制御作動の要部を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施例（実施例２）の車両用動力伝達装置を説明する図であり、その車両用動力伝達装置に設けられた電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 車両走行中において、ハイロー切替スリーブがハイギヤ位置からローギヤ位置に切り替えられた時の状態を示す共線図であり、図１１の（ａ）はハイロー切替スリーブがハイギヤ位置で高速側ギヤ段用クラッチが係合している状態を示す図であり、図１１の（ｂ）はハイロー切替スリーブがニュートラル位置である状態を示す図である。 車両走行中において、ハイロー切替スリーブがハイギヤ位置からローギヤ位置に切り替えられた時の状態を示す共線図であり、図１２の（ａ）はハイロー切替スリーブがニュートラル位置である状態を示す図であり、図１２の（ｂ）はハイロー切替スリーブがローギヤ位置で低速側ギヤ段用クラッチが係合している状態を示す図である。 車両走行中において、ハイロー切替スリーブがローギヤ位置からハイギヤ位置に切り替えられた時の状態を示す共線図であり、図１３の（ａ）はハイロー切替スリーブがローギヤ位置で低速側ギヤ段用クラッチが係合している状態を示す図であり、図１３の（ｂ）はハイロー切替スリーブがニュートラル位置である状態を示す図である。 車両走行中において、ハイロー切替スリーブがローギヤ位置からハイギヤ位置に切り替えられた時の状態を示す共線図であり、図１４の（ａ）はハイロー切替スリーブがニュートラル位置である状態を示す図であり、図１４の（ｂ）はハイロー切替スリーブがハイギヤ位置で高速側ギヤ段用クラッチが係合している状態を示す図である。 図１０の電子制御装置において、車両停車中または車両走行中にハイロー切替スリーブをハイギヤ位置からローギヤ位置へまたはローギヤ位置からハイギヤ位置へ切り替えるハイロー切替機構の切替制御の制御作動の一例を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施例（実施例３）の車両用動力伝達装置を説明する図である。 本発明の他の実施例（実施例４）の車両用動力伝達装置を説明する図である。 本発明の他の実施例（実施例５）の車両用動力伝達装置を説明する図である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される車両１０の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、駆動源としてのエンジン１２、左右の前輪１４Ｌ，１４Ｒ（特に区別しない場合には前輪１４という）、左右の後輪１６Ｌ，１６Ｒ（特に区別しない場合には後輪１６という）、エンジン１２からの動力を前輪１４および後輪１６にそれぞれ動力伝達する車両用動力伝達装置１８等を備えている。なお、後輪１６は、２輪駆動（２ＷＤ）走行中及び４輪駆動（４ＷＤ）走行中のときに共に駆動輪となる主駆動輪である。また、前輪１４は、２ＷＤ走行中のときに従動輪となり且つ４ＷＤ走行中のときに駆動輪となる副駆動輪である。また、車両１０は、前置エンジン後輪駆動（ＦＲ）をベースとする４輪駆動車両である。
動力伝達装置１８は、図１に示すように、エンジン１２に連結された自動変速機２０と、自動変速機２０に連結されたトランスファ２２と、トランスファ２２にそれぞれ連結されたフロントプロペラシャフト２４及びリヤプロペラシャフト２６と、フロントプロペラシャフト２４に連結された前輪用差動歯車装置２８と、リヤプロペラシャフト２６に連結された後輪用差動歯車装置３０と、前輪用差動歯車装置２８に連結された左右の前輪車軸３２Ｌ、３２Ｒ（特に区別しない場合には前輪車軸３２という）と、後輪用差動歯車装置３０に連結された左右の後輪車軸３４Ｌ、３４Ｒ（特に区別しない場合には後輪車軸３４という）等とを備えている。このように構成された動力伝達装置１８では、自動変速機２０を介してトランスファ２２へ伝達されたエンジン１２の動力は、トランスファ２２から、リヤプロペラシャフト２６、後輪用差動歯車装置３０、後輪車軸３４等の後輪１６側の動力伝達経路を順次介して後輪１６へ伝達される。また、後輪１６側へ伝達されるエンジン１２の動力の一部は、トランスファ２２にて前輪１４側へ分配されて、フロントプロペラシャフト２４、前輪用差動歯車装置２８、前輪車軸３２等の前輪１４側の動力伝達経路を順次介して前輪１４へ伝達される。
自動変速機２０は、例えば、複数の遊星歯車装置および摩擦係合装置（湿式多板クラッチ、ブレーキ）を備えてそれら摩擦係合装置を選択的に係合させることで変速段が選択される形式の有段式自動変速機である。
図２は、トランスファ２２の概略構成を説明する図である。図２に示すように、トランスファ２２は、非回転部材としてのトランスファケース２２ａを備えている。トランスファ２２には、エンジン１２からの動力を入力する入力軸３６と、前輪１４および後輪１６に動力を伝達する出力軸３８と、入力軸３６の回転を変速して出力軸３８に伝達するハイロー切替機構４０と、出力軸３８に伝達された動力をフロントプロペラシャフト２４すなわち前輪１４に分配する動力分配機構４２等とが備えられている。なお、入力軸３６は、自動変速機２０の図示しない出力軸に一体的に連結されており、出力軸３８は、一体的にリヤプロペラシャフト２６に連結されている。
動力分配機構４２には、図２に示すように、出力軸３８の回転軸線すなわち第１回転軸線Ｃ１まわりに回転可能に支持されたスプロケット状のドライブギヤ４４と、第１回転軸線Ｃ１と平行な第２軸線Ｃ２まわりに回転可能に支持されたスプロケット状のドリブンギヤ４６と、ドライブギヤ４４とドリブンギヤ４６との間に巻き掛けられた前輪駆動用チェーン４８と、出力軸３８およびドリブンギヤ４４を一体的に連結するドグクラッチ５０とが備えられている。なお、入力軸３６の回転軸線は、第１回転軸線Ｃ１と一致している。また、ドリブンギヤ４６には、第２回転軸線Ｃ２まわりに回転する前輪側出力軸５２が一体的に形成されており、前輪側出力軸５２はリヤプロペラシャフト２６に一体的に連結されている。
ドグクラッチ５０は、出力軸３８に連結されたリヤプロペラシャフト２６と前輪側出力軸５２に連結されたフロントプロペラシャフト２４とを選択的に断接するクラッチ、すなわち車両１０において２輪駆動走行と４輪駆動走行とを選択的に切り替えるクラッチである。ドグクラッチ５０には、図２に示すように、出力軸３８に一体的に設けられた第１クラッチ歯５４と、ドライブギヤ４４に一体的に設けられた第２クラッチ歯５６と、第１クラッチ歯５４および第２クラッチ歯５６に噛み合い可能な内周歯５８ａが形成され、第１回転軸線Ｃ１方向に移動可能に設けられた４ＷＤ切替スリーブ５８と、４ＷＤ切替スリーブ５８の外周溝に相対回転可能に係合されそれを第１回転軸線Ｃ１方向に移動させるシフトフォーク５９を駆動する図示しない４ＷＤ切替アクチュエータとが備えられている。
以上のように構成された動力分配機構４２では、例えば後述する電子制御装置（回転制御装置）６０によって前述した図示しない４ＷＤ切替アクチュエータが駆動し、例えば４ＷＤ切替スリーブ５８の内周歯５８ａが第１クラッチ歯５４に噛み合い且つ第２クラッチ歯５６に噛み合わない位置に４ＷＤ切替スリーブ５８が第１回転軸線Ｃ１方向に移動させられると、エンジン１２の動力が後輪１６のみに動力伝達される２輪駆動状態に切り替えられる。また、４ＷＤ切替スリーブ５８の内周歯５８ａが第１クラッチ歯５４および第２クラッチ歯５６に噛み合う位置に４ＷＤ切替スリーブ５８が第１回転軸線Ｃ１方向に移動させられると、エンジン１２の動力が前輪１４および後輪１６に動力伝達される４輪駆動状態に切り替えられる。なお、動力分配機構４２には、例えば、４ＷＤ切替スリーブ５８の内周歯５８ａが第１クラッチ歯５４に噛み合わされた状態から第２クラッチ歯５６に噛み合うように４ＷＤ切替スリーブ５８が第１回転軸線Ｃ１方向に移動する過程において、第２クラッチ歯５６の回転速度を第１クラッチ歯５４の回転速度に同期すなわちドライブギヤ４４の回転速度を出力軸３８の回転速度に同期させる同期機構が備えられていても良い。
ハイロー切替機構４０には、図２に示すように、シングルピニオン型の遊星歯車装置６２と、ハイロー切替スリーブ（切替スリーブ）６４とが備えられている。シングルピニオン型の遊星歯車装置６２は、入力軸３６に対して第１回転軸線Ｃ１回りに相対回転不能に連結されたサンギヤ（第１回転要素）Ｓと、サンギヤＳに対して略同心に配置され非回転部材であるトランスファケース２２ａに第１回転軸線Ｃ１回りの回転不能に連結されたリングギヤ（第３回転要素）Ｒと、これらサンギヤＳおよびリングギヤＲに噛み合う複数のピニオンギヤＰを自転可能且つサンギヤＳ回りに公転可能に支持するキャリア（第２回転要素）ＣＡとを有している。なお、遊星歯車装置６２では、サンギヤＳの回転速度は入力軸３６に対して等速であり、キャリアＣＡの回転速度は入力軸３６に対して減速される。
ハイロー切替スリーブ６４には、図２に示すように、出力軸３８の遊星歯車装置６２側の軸端部の外周に形成された外周スプライン歯３８ａに出力軸３８に対して相対回転不能且つ出力軸３８に対して第１回転軸線Ｃ１方向の移動可能にスプライン嵌合した内周スプライン歯６４ａと、キャリアＣＡに形成されたロー側ギヤ歯６６に噛合可能な外周スプライン歯６４ｂとが形成されている。なお、ロー側ギヤ歯６６は、キャリアＣＡに形成された内周スプライン歯であり、ハイロー切替スリーブ６４の外周スプライン歯６４ｂは、キャリアＣＡに対して相対回転不能且つキャリアＣＡに対して第１回転軸線Ｃ１方向の移動可能にロー側ギヤ歯６６にスプライン嵌合している。また、サンギヤＳには、例えば出力軸３８の遊星歯車装置６２側の軸端部に形成された外周スプライン歯３８ａと同径の外周スプライン歯であるハイ側ギヤ歯６８が形成されており、ハイロー切替スリーブ６４の内周スプライン歯６４ａは、サンギヤＳに対して相対回転不能且つサンギヤＳに対して第１回転軸線Ｃ１方向の移動可能にハイ側ギヤ歯６８にスプライン嵌合可能である。
ハイロー切替機構４０には、図３から図５に示すように、ハイロー切替スリーブ６４を、ハイロー切替スリーブ６４の内周スプライン歯６４ａが出力軸３８の外周スプライン歯３８ａに噛み合い且つハイロー切替スリーブ６４の内周スプライン歯６４ａがハイ側ギヤ歯６８に噛み合うハイギヤ位置（図５参照）と、ハイロー切替スリーブ６４の内周スプライン歯６４ａが出力軸３８の外周スプライン歯３８ａの噛み合い且つハイロー切替スリーブ６４の外周スプライン歯６４ｂがロー側ギヤ歯６６に噛み合うローギヤ位置（図３参照）と、に第１回転軸線Ｃ１方向に移動させて切り替えるハイロー切替アクチュエータ（シフトアクチュエータ）７０が備えられている。すなわち、ハイロー切替スリーブ６４は、ハイロー切替アクチュエータ７０によって前記ハイギヤ位置または前記ローギヤ位置に切り替えられることによって、出力軸３８をハイ側ギヤ歯６８が形成されたサンギヤＳとロー側ギヤ歯６６が形成されたキャリアＣＡとに選択的に連結する。
ハイロー切替アクチュエータ７０には、図３から図５に示すように、第１回転軸線Ｃ１と平行な軸線Ｃ方向に移動可能にトランスファケース２２ａに設けられたフォークシャフト７２と、そのフォークシャフト７２に一体的に連結され且つハイロー切替スリーブ６４に一体に形成されたフォーク連結部６４ｃに連結されたフォーク７４と、フォークシャフト７２を軸線Ｃ方向に駆動させるフォークシャフト駆動装置７６とが備えられている。なお、フォークシャフト駆動装置７６は、図示しないが、例えば、電子制御装置６０から供給される第１駆動電流Ｉ１（図６参照）によって駆動させられる電動モータと、その電動モータの回転駆動力を軸線Ｃ１方向の駆動力に変換する例えばネジ機構等の変換機構とを備えており、電子制御装置６０によってフォークシャフト７２を軸線Ｃ１方向において所定の位置に移動させることができる。
以上のように構成されたハイロー切替機構４０によれば、例えば図５に示すようにハイロー切替スリーブ６４がハイロー切替アクチュエータ７０によって前記ハイギヤ位置に切り替えられると、ハイロー切替スリーブ６４の内周スプライン歯６４ａがハイ側ギヤ歯６８に噛み合い入力軸３６の回転と等速の回転が出力軸３８に伝達される。なお、ハイ側ギヤ歯６８は、入力軸３６と等速の回転を出力軸３８に出力する、高速側ギヤ段Ｈの成立に関与するスプライン歯である。また、例えば図３に示すようにハイロー切替スリーブ６４がハイロー切替アクチュエータ７０によって前記ローギヤ位置に切り替えられると、ハイロー切替スリーブ６４の外周スプライン歯６４ｂがロー側ギヤ歯６６に噛み合い入力軸３６の回転に対して減速された回転が出力軸３８に伝達される。なお、ロー側ギヤ歯６６は、ハイ側ギヤ歯６８よりも低速側の回転を出力軸３８に出力する、低速側ギヤ段Ｌの成立に関与するスプライン歯である。すなわち、ハイロー切替機構４０は、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置と前記ローギヤ位置とにハイロー切替アクチュエータ７０によって切り替えられるハイロー切替機構４０の切替動作により、入力軸３６の回転を変速して出力軸３８に伝達する。なお、ハイロー切替機構４０では、ハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置に切り替える過程またはハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置に切り替える過程において、図４に示すように、ハイロー切替スリーブ６４がハイ側ギヤ歯６８とロー側ギヤ歯６６との両方に噛み合わないニュートラル位置に一旦切り替えられてから、前記ハイギヤ位置または前記ローギヤ位置へ切り替えられる。
ハイロー切替機構４０では、ハイ側ギヤ歯６８とハイロー切替スリーブ６４の内周スプライン歯６４ａとが、ハイロー切替機構４０で高速側ギヤ段Ｈを形成する高速側ギヤ段用クラッチＣＨとして機能しており、ロー側ギヤ歯６６とハイロー切替スリーブ６４の外周スプライン歯６４ｂとが、ハイロー切替機構４０で低速側ギヤ段Ｌを形成する低速側ギヤ段用クラッチＣＬとして機能している。なお、ハイロー切替機構４０に設けられた遊星歯車装置６２において、サンギヤＳは高速側ギヤ段用クラッチＣＨを介して出力軸３８に選択的に連結されており、キャリアＣＡは低速側ギヤ段用クラッチＣＬを介して出力軸３８に選択的に連結されている。
動力伝達装置１８には、図３から図５に示すように、キャリアＣＡに動力伝達可能に連結された電動モータ（電動機）ＭＧが備えられている。電動モータＭＧは、たとえば、コイルが巻回された固定子ＭＧｓと永久磁石が備えられた回転子ＭＧｒから成る３相交流同期モータから構成されており、発動機及び発電機として機能する所謂モータジェネレータとして機能している。また、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒには、第１ギヤ８０が動力伝達可能に連結されており、キャリアＣＡには、第１ギヤ８０と噛み合う第２ギヤ８２が動力伝達可能に連結されている。また、電動モータＭＧは、電子制御装置６０から供給される第２駆動電流Ｉ２（図６参照）によって電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇが制御されるようになっており、電子制御装置６０は、電動モータＭＧの回転速度Ｎｍｇを制御する回転制御装置として機能する。
図１に示すように動力伝達装置１８に備えられた電子制御装置６０には、図６に示すような各センサやスイッチ等から各種信号が供給される。例えば、車輪速センサ９０から検出される前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび後輪１６Ｌ、１６Ｒの回転速度Ｎfl、Ｎfr、Ｎrl、Ｎrr（ｒｐｍ）を表す信号、電動モータ回転速度センサ９２から検出される電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇ（ｒｐｍ）を表す信号、例えば運転者が高速側ギヤ段Ｈを選択する為のハイギヤ選択スイッチ９４から検出されるハイギヤ選択スイッチ９４が操作されたことを表す信号であるハイギヤ要求信号Ｈｏｎ、例えば運転者が低速側ギヤ段Ｌを選択する為のローギヤ選択スイッチ９６から検出されるローギヤ選択スイッチ９６が操作されたことを表す信号であるローギヤ要求信号Ｌｏｎ、位置センサ９８から検出されるハイロー切替スリーブ６４の位置を表す信号、すなわちハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置であることを表す信号Ｐｈ、ハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置であることを表す信号Ｐｎ、ハイロー切替スリーブ６４が前記ローギヤ位置であることを表す信号Ｐｌ等が、電子制御装置６０に入力される。
また、電子制御装置６０から、車両１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、ハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置または前記ローギヤ位置に切り替えるためにハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６に供給される第１駆動電流Ｉ１と、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇを制御するために電動モータＭＧに供給される第２駆動電流Ｉ２等と、が電子制御装置６０から各部へ供給される。
図６に示すハイロー位置判定部１００は、ハイロー切替機構４０においてハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置であるかそれとも前記ローギヤ位置であるかを判定する。例えば、ハイロー位置判定部１００では、位置センサ９８により検出される信号Ｐｈによってハイロー切替スリーブ６４の位置が前記ハイギヤ位置である場合には、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置であると判定し、ハイロー切替スリーブ６４の位置が前記ハイギヤ位置でない場合には、ハイロー切替スリーブ６４が前記ローギヤ位置であると判定する。
車両走行状態判定部１０２は、車両１０が車両走行中であるかそれとも車両停車中であるかを判定する。例えば、車両走行状態判定部１０２では、車輪速センサ９０から検出される前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび後輪１６Ｌ、１６Ｒの回転速度Ｎfl、Ｎfr、Ｎrl、Ｎrr（ｒｐｍ）によって、車両１０が車両走行中であるかそれとも車両停車中であるかを判定する。
ハイロー切替要求判定部１０４は、ハイロー位置判定部１００でハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置であるかまたは前記ローギヤ位置であるかを判定すると、ハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求、またはハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があるか否かを判定する。例えば、ハイロー切替要求判定部１０４では、ハイロー位置判定部１００でハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置であると判定され、且つ車両走行状態判定部１０２で車両停車中と判定された場合において、ローギヤ選択スイッチ９６が運転者によって操作されると、ハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求があったと判定する。また、例えば、ハイロー切替要求判定部１０４では、ハイロー位置判定部１００でハイロー切替スリーブ６４が前記ローギヤ位置であると判定され、且つ車両走行状態判定部１０２で車両停車中と判定された場合において、ハイギヤ選択スイッチ９４が運転者によって操作されると、ハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があったと判定する。
電動モータ制御部１０６は、ハイロー切替要求判定部１０４でハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求、またはハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があったと判定されると、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒに一定の制動トルクＴｓ（図８参照）が作用するように電子制御装置６０から電動モータＭＧに第２駆動電流Ｉ２を供給する。なお、本実施例の自動変速機２０では、車両１０の停車中において、エンジン１２からの動力が自動変速機２０の出力軸すなわち入力軸３６に伝達されないニュートラル段が成立するようになっているが、自動変速機２０内に設けられた湿式多板クラッチでの引き摺りにより、車両停車中でも入力軸３６の回転速度を上昇させる引摺トルクＴｈ（図７および図８参照）が入力軸３６に作用する。また、前記一定の制動トルクＴｓとは、引摺トルクＴｈによって入力軸３６が回転しようとする回転を抑制する（止める）方向に作用するトルクである。なお、電動モータ制御部１０６では、ハイロー切替要求判定部１０４でハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求、またはハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求がなかったと判定されると、電子制御装置６０から電動モータＭＧに供給される第２駆動電流Ｉ２の供給を停止して、電動モータＭＧを非駆動状態にする。
ハイロー切替機構制御部１０８は、ハイロー切替要求判定部１０４でハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求、またはハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があったと判定され、且つ電動モータ制御部１０６で前記一定の制動トルクＴｓが作用するように電子制御装置６０から電動モータＭＧに第２駆動電流Ｉ２が供給されると、ハイロー切替要求判定部１０４で判定されたハイロー切替スリーブ６４の切替要求に従ってハイロー切替スリーブ６４が第１回転軸線Ｃ１方向に移動するように、電子制御装置６０からハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１を供給する。例えば、ハイロー切替機構制御部１０８では、ハイロー切替要求判定部１０４でハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求があったと判定されると、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替えられるように、すなわちハイロー切替スリーブ６４の内周スプライン歯６４ａがハイ側ギヤ歯６８から離間する方向へ移動するように、電子制御装置６０からフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１を供給する。また、例えば、ハイロー切替機構制御部１０８では、ハイロー切替要求判定部１０４でハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があったと判定されると、ハイロー切替スリーブ６４が前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替えられるように、すなわちハイロー切替スリーブ６４の外周スプライン歯６４ｂがロー側ギヤ歯６６から離間する方向へ移動するように、電子制御装置６０からフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１を供給する。
ハイロー切替機構制御部１０８に設けられたハイロー切替判定部１０８ａは、ハイロー切替機構制御部１０８で電子制御装置６０からハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１が供給されると、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へまたは前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える切替動作中、すなわちハイロー切替機構４０の切替動作中であるか否かを判定する。例えば、ハイロー切替判定部１０８ａでは、ハイロー切替要求判定部１０４でハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求があったと判定された場合には、電子制御装置６０からハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１が供給されてから、位置センサ９８により検出される信号Ｐｌによってハイロー切替スリーブ６４の位置が前記ローギヤ位置となるまでの間、ハイロー切替機構４０の切替動作中であると判定する。また、例えば、ハイロー切替判定部１０８ａでは、ハイロー切替要求判定部１０４でハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があったと判定された場合には、電子制御装置６０からハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１が供給されてから、位置センサ９８により検出される信号Ｐｈによってハイロー切替スリーブ６４の位置が前記ハイギヤ位置となるまでの間、ハイロー切替機構４０の切替動作中であると判定する。
電動モータ制御部１０６は、前述したように電動モータＭＧの回転子ＭＧｒに一定の制動トルクＴｓが作用するように電子制御装置６０から電動モータＭＧに第２駆動電流Ｉ２を供給していたが、例えば、ハイロー切替判定部１０８ａでハイロー切替機構４０の切替動作中であると判定され、且つ入力軸３６の回転速度がゼロより大きくなると、入力軸３６の回転速度がゼロになるようにすなわちゼロに近づくように電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇを制御する。例えば、電動モータ制御部１０６は、ハイロー切替判定部１０８ａでハイロー切替機構４０の切替動作中であると判定され、且つ入力軸３６の回転速度がゼロより大きくなると、入力軸３６の回転速度がゼロになるように、すなわち電動モータＭＧの回転子ＭＧｒに作用させていた一定の制動トルクＴｓよりも大きな制動トルクＴｓが電動モータＭＧの回転子ＭＧｒに作用するように、電子制御装置６０から電動モータＭＧに第２駆動電流Ｉ２を逆向きに供給するか、或いは発電制動する。なお、入力軸３６の回転速度は、電動モータ回転速度センサ９２から検出される電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇから算出されるようになっている。また、電動モータ制御部１０６は、ハイロー切替判定部１０８ａでハイロー切替機構４０の切替動作中でないと判定、すなわちハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置または前記ローギヤ位置へ切り替えられたと判定すると、電子制御装置６０から電動モータＭＧに供給されていた第２駆動電流Ｉ２の供給を停止して、電動モータＭＧを非駆動状態にする。
図７および図８は、遊星歯車装置６２を備える動力伝達装置１８において、高速側ギヤ段用クラッチＣＨおよび低速側ギヤ段用クラッチＣＬのそれぞれの係合状態に応じて連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示す。なお、図７および図８の共線図は、車両前進時における入力軸３６の回転方向を正の方向（正回転）として各回転速度を表している。また、破線で示す横線Ｘ１は回転速度がゼロであることを示している。また、実線で示す縦線Ｙ１からＹ４は、縦線Ｙ１が遊星歯車装置６２のサンギヤＳの回転速度すなわち入力軸３６の回転速度を示し、縦線Ｙ２が遊星歯車装置６２のキャリアＣＡの回転速度を示し、縦線Ｙ３が遊星歯車装置６２のリングギヤＲの回転速度を示し、縦線Ｙ４が出力軸３８の回転速度を示している。
図７は、車両停車中において、ハイロー切替スリーブ６４が、高速側ギヤ段用クラッチＣＨが係合する前記ハイギヤ位置から低速側ギヤ段用クラッチＣＬが係合する前記ローギヤ位置に切り替えられた場合の遊星歯車装置６２の共線図を示す。なお、図７は、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置に切り替えられる過程において、電動モータＭＧが非駆動状態すなわち電子制御装置６０の電動モータ制御部１０６で電動モータＭＧが制御されていない状態を示す図である。図７の（ａ）に示すように、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置の時には、サンギヤＳすなわち入力軸３６に引摺トルクＴｈが作用していても、高速側ギヤ段用クラッチＣＨが係合していることによって車両停車中で回転が停止している出力軸３８が高速側ギヤ段用クラッチＣＨを介して入力軸３６に動力伝達可能に連結されているので、入力軸３６が回転しないが、図７の（ｂ）に示すようにハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から一旦前記ニュートラル位置に切り替わり高速側ギヤ段用クラッチＣＨが解放されると、図７の（ｃ）に示すように引摺トルクＴｈによって入力軸３６およびキャリアＣＡの回転速度がゼロから上昇する。これによって、図７の（ｄ）に示すように、ハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置から前記ローギヤ位置に切り替えられて、回転速度がゼロから上昇したキャリアＣＡと回転速度がゼロである出力軸３８とが低速側ギヤ段用クラッチＣＬの係合によって動力伝達可能に連結されると、ハイロー切替スリーブ６４の外周スプライン歯６４ｂとロー側ギヤ歯６６とから異音（ギヤ鳴り）が発生する。
図８は、車両停車中において、ハイロー切替スリーブ６４が、例えば高速側ギヤ段用クラッチＣＨが係合する前記ハイギヤ位置から低速側ギヤ段用クラッチＣＬが係合する前記ローギヤ位置に切り替えられた場合の遊星歯車装置６２の共線図を示す。なお、図８は、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置に切り替えられる過程おいて、電子制御装置６０の電動モータ制御部１０６によって電動モータＭＧの回転子ＭＧｒが制御されている状態を示す図である。図８の（ａ）に示すように、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置の時には、サンギヤＳすなわち入力軸３６に引摺トルクＴｈが作用していても、高速側ギヤ段用クラッチＣＨが係合していることによって車両停車中で回転が停止している出力軸３８が高速側ギヤ段用クラッチＣＨを介して入力軸３６に動力伝達可能に連結されているので、入力軸３６が回転しない。そして、図８の（ｂ）に示すように、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置に切り替えられるハイロー切替機構４０の切替動作中には、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒに、引摺トルクＴｈにより入力軸３６が回転しようとする回転を抑制する方向に作用する前記一定の制動トルクＴｓが作用させられるので、ハイロー切替スリーブ６４が一旦前記ニュートラル位置に切り替わり高速側ギヤ段用クラッチＣＨが解放されても、入力軸３６の回転速度がゼロから上昇しない。なお、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒに前記一定の制動トルクＴｓが作用している状態において、入力軸３６の回転速度がゼロから上昇してしまうと、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒに前記一定の制動トルクＴｓよりも大きい制動トルクＴｓが作用するように、すなわち入力軸３６の回転速度がゼロになるように電動モータＭＧが制御される。このため、図８の（ｃ）に示すように、ハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置から前記ローギヤ位置に切り替えられても、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒに作用する制動トルクＴｓによって入力軸３６の回転速度がゼロから上昇することが抑制されているので、ハイロー切替スリーブ６４の外周スプライン歯６４ｂとロー側ギヤ歯６６とから発生する異音（ギヤ鳴り）が好適に抑制される。
図９は、電子制御装置６０において、車両停車中にハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へまたは前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替えるハイロー切替機構４０の切替動作中に、入力軸３６の回転速度の上昇を抑制させる制御作動の要部を説明するフローチャートである。
先ず、ハイロー切替要求判定部１０４の機能に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、ハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へまたは前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があるか否かが判定される。Ｓ１の判定が否定される場合には、電動モータ制御部１０６の機能に対応するＳ２が実行させられるが、Ｓ１の判定が肯定される場合には、電動モータ制御部１０６の機能に対応するＳ３が実行させられる。Ｓ２では、電子制御装置６０から電動モータＭＧに供給される第２駆動電流Ｉ２の供給が停止されて、電動モータＭＧが非駆動になる。Ｓ３では、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒに、引摺トルクＴｈによって入力軸３６が回転しようとする回転を抑制する方向（回転抑制方向）に作用する一定の制動トルクＴｓが作用されるように、電子制御装置６０から電動モータＭＧに第２駆動電流Ｉ２が供給される。
次に、ハイロー切替機構制御部１０８の機能に対応するＳ４において、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へまたは前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替わるように電子制御装置６０からハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１が供給される。また、次に、ハイロー切替判定部１０８ａの機能に対応するＳ５において、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へまたは前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える切替動作中であるか否かが判定される。Ｓ５の判定が否定される場合には、前述したＳ２が実行されるが、Ｓ５の判定が肯定される場合には、電動モータ制御部１０６の機能に対応するＳ６が実行される。Ｓ６では、入力軸３６の回転速度がゼロより大きくなる場合に、その入力軸３６の回転速度がゼロになるようにすなわちゼロに近づくように電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇが制御される。
上述のように、本実施例の動力伝達装置１８によれば、エンジン１２からの動力を入力する入力軸３６と、後輪１６および前輪１４に動力を伝達する出力軸３８と、入力軸３６に連結されるとともに出力軸３８に選択的に連結されるサンギヤＳと出力軸３８に選択的に連結されるキャリアＣＡとトランスファケース２２ａに連結されるリングギヤＲとを有する遊星歯車装置６２、および出力軸３８をサンギヤＳとキャリアＣＡとに選択的に連結するハイロー切替スリーブ６４を含むハイロー切替機構４０と、を有するトランスファ２２と、キャリアＣＡに連結される電動モータＭＧと、電動モータＭＧの回転速度Ｎｍｇを制御する電子制御装置６０と、を備え、電子制御装置６０は、車両停車中においてハイロー切替機構４０の切替動作中に入力軸３６の回転速度がゼロになるように電動モータＭＧの回転速度Ｎｍｇを制御する。このため、車両停止中においてハイロー切替機構４０の切替動作中に電子制御装置６０によって入力軸３６の回転速度がゼロになるように電動モータＭＧの回転速度Ｎｍｇが制御され、ハイロー切替機構４０の切替動作中に入力軸３６の回転速度すなわちサンギヤＳおよびキャリアＣＡの回転速度が上昇することが抑制されるので、車両停車中においてハイロー切替機構４０の切替動作中に入力軸３６の回転速度が上昇することに伴うハイロー切替スリーブ６４から発生する異音が好適に抑制される。
また、本実施例の動力伝達装置１８によれば、ハイロー切替機構４０は、ハイロー切替スリーブ６４が、サンギヤＳに形成されたハイ側ギヤ歯６８と噛み合うハイギヤ位置と、キャリアＣＡに形成されたロー側ギヤ歯６６と噛み合うローギヤ位置とにハイロー切替アクチュエータ７０によって切り替えられるハイロー切替機構４０の切替動作により、入力軸３６の回転を変速して出力軸３８に伝達することにある。このため、車両停車中においてハイロー切替機構４０の切替動作中にハイロー切替スリーブ６４がハイ側ギヤ歯６８またはロー側ギヤ歯６６と噛み合う時に発生する異音が好適に抑制される。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、前述の実施例１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図１０から図１５は、本発明の他の実施例の車両用動力伝達装置を説明する図である。本実施例の動力伝達装置は、実施例１の動力伝達装置１８に比較して、車両走行中においてもハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へまたは前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替えるために、電子制御装置６０の一部の機能が変更された点で相違しており、その他は実施例１の動力伝達装置１８と略同じである。
図１０のハイロー切替要求判定部１１４は、車両停車中または車両走行中において、ハイロー位置判定部１００でハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置であるかまたは前記ローギヤ位置であるかを判定すると、ハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求、またはハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があるか否かを判定する。ハイロー切替機構制御部１１８は、車両停車中または車両走行中において、ハイロー切替要求判定部１１４でハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求、またはハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があったと判定されると、ハイロー切替要求判定部１１４で判定されたハイロー切替スリーブ６４の切替要求に従ってハイロー切替スリーブ６４が第１回転軸線Ｃ１方向に移動するように、電子制御装置６０からハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１を供給する。例えば、ハイロー切替機構制御部１１８は、ハイロー切替要求判定部１１４でハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求があったと判定されると、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替えられるように、すなわちハイロー切替スリーブ６４の内周スプライン歯６４ａがハイ側ギヤ歯６８から離間する方向へ移動するように、電子制御装置６０からフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１を供給する。また、例えば、ハイロー切替機構制御部１１８は、ハイロー切替要求判定部１１４でハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があったと判定されると、ハイロー切替スリーブ６４が前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替えられるように、すなわちハイロー切替スリーブ６４の外周スプライン歯６４ｂがロー側ギヤ歯６６から離間する方向へ移動するように、電子制御装置６０からフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１を供給する。
ハイロー切替機構制御部１１８に設けられたニュートラル位置判定部１１８ａは、ハイロー切替機構制御部１１８で電子制御装置６０からハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１を供給すると、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へまたは前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える切替動作中においてハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置であるか否かを判定する。例えば、ニュートラル位置判定部１１８ａは、位置センサ９８により検出される信号Ｐｎが電子制御装置６０に入力されている間、ハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置であると判定する。
電動モータ制御部１１６は、車両停車中または車両走行中において、ハイロー切替要求判定部１１４でハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求、またはハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があったと判定され、且つニュートラル位置判定部１１８ａでハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置であると判定されると、サンギヤＳすなわち入力軸３６の回転速度またはキャリアＣＡの回転速度が出力軸３８の回転速度と同期するように電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇを制御する。なお、電動モータ制御部１１６は、ハイロー切替要求判定部１１４でハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求、またはハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求がなかったと判定されると、電子制御装置６０から電動モータＭＧに供給される第２駆動電流Ｉ２の供給を停止して、電動モータＭＧを非駆動状態にする。また、電動モータ制御部１１６は、ニュートラル位置判定部１１８ａでハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置でないと判定されると、電子制御装置６０から電動モータＭＧに供給される第２駆動電流Ｉ２の供給を停止して、電動モータＭＧを非駆動状態にする。
例えば、電動モータ制御部１１６は、車両停車中において、ハイロー切替要求判定部１１４でハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求、またはハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があったと判定され、且つニュートラル位置判定部１１８ａでハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置であると判定されると、入力軸３６の回転速度がゼロになるように電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇを制御する。
また、電動モータ制御部１１６は、図１１の（ｂ）に示すように、車両走行中において、ハイロー切替要求判定部１１４でハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求があったと判定され、且つニュートラル位置判定部１１８ａでハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置であると判定されると、図１２の（ａ）に示すように、キャリアＣＡの回転速度が出力軸３８の回転速度と同期するように電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇを制御する。なお、図１１の（ａ）は、車両走行中において、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置で高速側ギヤ段用クラッチＣＨが係合している状態を示す図である。また、図１２の（ｂ）は、車両走行中において、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替えられ低速側ギヤ段用クラッチＣＬが係合している状態を示す図である。
また、電動モータ制御部１１６は、図１３の（ｂ）に示すように、車両走行中において、ハイロー切替要求判定部１１４でハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があったと判定され、且つニュートラル位置判定部１１８ａでハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置であると判定されると、図１４の（ａ）に示すように、サンギヤＳすなわち入力軸３６の回転速度が出力軸３８の回転速度と同期するように電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇを制御する。なお、図１３の（ａ）は、車両走行中において、ハイロー切替スリーブ６４が前記ローギヤ位置で低速側ギヤ段用クラッチＣＬが係合している状態を示す図である。また、図１４の（ｂ）は、車両走行中において、ハイロー切替スリーブ６４が前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替えられ高速側ギヤ段用クラッチＣＨが係合している状態を示す図である。
図１５は、電子制御装置６０において、車両停車中または車両走行中にハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へまたは前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替えるハイロー切替機構４０の切替制御作動の要部を説明するフローチャートである。
先ず、ハイロー位置判定部１００の機能に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１１において、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置であるか否かが判定される。Ｓ１１の判定が肯定される場合すなわちハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置である場合には、ハイロー切替要求判定部１１４の機能に対応するＳ１２が実行されるが、Ｓ１１の判定が否定される場合すなわちハイロー切替スリーブ６４が前記ローギヤ位置である場合には、ハイロー切替要求判定部１１４の機能に対応するＳ１３が実行される。Ｓ１２では、ハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求があるか否かが判定される。Ｓ１３では、ハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替える要求があるか否かが判定される。Ｓ１２の判定が肯定される場合には、ハイロー切替機構制御部１１８の機能に対応するＳ１４が実行されるが、Ｓ１２の判定が否定される場合には、電動モータ制御部１１６の機能に対応するＳ１５が実行される。Ｓ１４では、ハイロー切替スリーブ６４が前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替わるように電子制御装置６０からハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１が供給される。Ｓ１５では、電子制御装置６０から電動モータＭＧに供給される第２駆動電流Ｉ２の供給が停止されて、電動モータＭＧが非駆動になる。
次に、ニュートラル位置判定部１１８ａの機能に対応するＳ１６において、ハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置であるか否かが判定される。Ｓ１６の判定が否定される場合には、前述したＳ１５が実行されるが、Ｓ１６の判定が肯定される場合には、電動モータ制御部１１６の機能に対応するＳ１７が実行される。Ｓ１７では、キャリアＣＡの回転速度が出力軸３８の回転速度と同期するように電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇが制御される。
また、Ｓ１３の判定が否定される場合には、前述したＳ１５が実行されるが、Ｓ１３の判定が肯定される場合には、ハイロー切替機構制御部１１８の機能に対応するＳ１８が実行される。Ｓ１８では、ハイロー切替スリーブ６４が前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へ切り替わるように電子制御装置６０からハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６に第１駆動電流Ｉ１が供給される。次に、ニュートラル位置判定部１１８ａの機能に対応するＳ１９において、ハイロー切替スリーブ６４が前記ニュートラル位置であるか否かが判定される。Ｓ１９の判定が否定される場合には、前述したＳ１５が実行されるが、Ｓ１９の判定が肯定される場合には、電動モータ制御部１１６の機能に対応するＳ２０が実行される。Ｓ２０では、サンギヤＳすなわち入力軸３６の回転速度が出力軸３８の回転速度と同期するように電動モータＭＧの回転子ＭＧｒの回転速度Ｎｍｇが制御される。
上述のように、本実施例の動力伝達装置によれば、電子制御装置６０は、車両走行中においてハイロー切替機構４０を切替動作させる場合に、ハイロー切替機構４０の切替動作中に、サンギヤＳの回転速度またはキャリアＣＡの回転速度が出力軸３８の回転速度と同期するように電動モータＭＧの回転速度Ｎｍｇを制御する。このため、車両走行中においてもハイロー切替機構４０を切替動作させることができ、且つ、車両走行中においてハイロー切替機構４０の切替動作中にハイロー切替スリーブ６４から発生する異音が好適に抑制される。
また、本実施例の動力伝達装置によれば、電子制御装置６０は、車両走行中においてハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置に切り替える場合に、ハイロー切替スリーブ６４がハイ側ギヤ歯６８とロー側ギヤ歯６６との両方に噛み合わないニュートラル位置で、キャリアＣＡの回転速度が出力軸３８の回転速度と同期するように電動モータＭＧの回転速度Ｎｍｇを制御する。このため、車両走行中にハイロー切替スリーブ６４を前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置に切り替えるハイロー切替機構４０の切替動作中において、ハイロー切替スリーブ６４がロー側ギヤ歯６６と噛み合う時に発生する異音が好適に抑制される。
また、本実施例の動力伝達装置によれば、電子制御装置６０は、車両走行中においてハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置に切り替える場合に、ハイロー切替スリーブ６４がハイ側ギヤ歯６８とロー側ギヤ歯６６との両方に噛み合わないニュートラル位置で、サンギヤＳの回転速度が出力軸３８の回転速度と同期するように電動モータＭＧの回転速度Ｎｍｇを制御する。このため、車両走行中にハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置に切り替えるハイロー切替機構４０の切替動作中において、ハイロー切替スリーブ６４がハイ側ギヤ歯６８と噛み合う時に発生する異音が好適に抑制される。
図１６は、本発明の他の実施例の車両用動力伝達装置すなわちその動力伝達装置に設けられたトランスファ１２０を説明する図である。本実施例の動力伝達装置は、実施例１の動力伝達装置１８に比較して、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒが直接キャリアＣＡに連結されている点で相違しており、その他は実施例１の動力伝達装置１８と略同じである。なお、実施例１では、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒが第１ギヤ８０および第２ギヤ８２を介して間接的にキャリアＣＡに連結されている。
図１７は、本発明の他の実施例の車両用動力伝達装置すなわちその動力伝達装置に設けられたトランスファ１３０を説明する図である。本実施例の動力伝達装置は、実施例１の動力伝達装置１８に比較して、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒが第１ギヤ１３２および第２ギヤ１３４を介して間接的にサンギヤＳすなわち入力軸３６に連結されている点で相違しており、その他は実施例１の動力伝達装置１８と略同じである。
図１８は、本発明の他の実施例の車両用動力伝達装置すなわちその動力伝達装置に設けられたトランスファ１４０を説明する図である。本実施例の動力伝達装置は、前述した実施例４の動力伝達装置に比較して、電動モータＭＧの回転子ＭＧｒが直接サンギヤＳすなわち入力軸３６に連結されている点で相違しており、その他は実施例４の動力伝達装置と略同じである。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えは、前述の実施例において、ハイロー切替要求判定部１１４では、例えば、ハイギヤ選択スイッチ９４またはローギヤ選択スイッチ９６が運転者によって操作されると、ハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へまたは前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求があったと判定していたが、例えば、ハイロー切替要求判定部１１４は、車両走行中の車両１０の走行状態によって自動的にハイロー切替スリーブ６４を前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置へまたは前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置へ切り替える要求があったと判定しても良い。
また、前述の実施例において、ハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６は、電子制御装置６０から供給される第１駆動電流Ｉ１によって駆動させられる電動モータと、その電動モータの回転駆動力を軸線Ｃ方向の駆動力に変換する例えばネジ機構等の変換機構とを備え、フォークシャフト７２を軸線Ｃ方向に移動させていたが、ハイロー切替アクチュエータ７０のフォークシャフト駆動装置７６は、フォークシャフト７２を軸線Ｃ方向に移動させるものであればどのような構造であっても良い。例えばフォークシャフト駆動装置７６がフォークシャフト７２を軸線Ｃ方向に移動させる油圧アクチュエータ等であっても良い。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１２：エンジン（駆動源）
１４Ｌ、１４Ｒ：前輪（副駆動輪）
１６Ｌ、１６Ｒ：後輪（主駆動輪）
１８：車両用動力伝達装置
２２、１２０、１３０、１４０：トランスファ
２２ａ：トランスファケース（非回転部材）
３６：入力軸
３８：出力軸
４０：ハイロー切替機構
６０：電子制御装置（回転制御装置）
６２：遊星歯車装置
６４：ハイロー切替スリーブ（切替スリーブ）
６６：ロー側ギヤ歯
６８：ハイ側ギヤ歯
７０：ハイロー切替アクチュエータ（シフトアクチュエータ）
７８：電動モータ（電動機）
１０２：車両走行状態判定部
１０４：ハイロー切替要求判定部
１０６：電動モータ制御部
１０８：ハイロー切替機構制御部
１０８ａ：ハイロー切替判定部
１１４：ハイロー切替要求判定部
１１６：電動モータ制御部
１１８：ハイロー切替機構制御部
１１８ａ：ニュートラル位置判定部
ＣＡ：キャリア（第２回転要素）
Ｒ：リングギヤ（第３回転要素）
Ｓ：サンギヤ（第１回転要素）

Claims (5)

  1. 駆動源からの動力を主駆動輪および副駆動輪に動力伝達する車両用動力伝達装置であって、
    前記駆動源からの動力を入力する入力軸と、前記主駆動輪および前記副駆動輪に動力を伝達する出力軸と、前記入力軸に連結されるとともに前記出力軸に選択的に連結される第１回転要素と前記出力軸に選択的に連結される第２回転要素と非回転部材に連結される第３回転要素とを有する遊星歯車装置、および前記出力軸を前記第１回転要素と前記第２回転要素とに選択的に連結する切替スリーブを含むハイロー切替機構と、を有するトランスファと、
    前記第１回転要素または前記第２回転要素に連結される電動機と、
    前記電動機の回転速度を制御する回転制御装置と、を備え、
    前記回転制御装置は、車両停車中において前記ハイロー切替機構の切替動作中に前記入力軸の回転速度がゼロになるように前記電動機の回転速度を制御することを特徴とする車両用動力伝達装置。
  2. 前記回転制御装置は、車両走行中において前記ハイロー切替機構を切替動作させる場合に、前記ハイロー切替機構の切替動作中に、前記第１回転要素の回転速度または前記第２回転要素の回転速度が前記出力軸の回転速度と同期するように前記電動機の回転速度を制御する請求項１の車両用動力伝達装置。
  3. 前記ハイロー切替機構は、前記切替スリーブが、前記第１回転要素に形成されたハイ側ギヤ歯と噛み合うハイギヤ位置と、前記第２回転要素に形成されたロー側ギヤ歯と噛み合うローギヤ位置とにシフトアクチュエータによって切り替えられる前記ハイロー切替機構の切替動作により、前記入力軸の回転を変速して前記出力軸に伝達する請求項１または２の車両用動力伝達装置。
  4. 前記回転制御装置は、車両走行中において前記切替スリーブを前記ハイギヤ位置から前記ローギヤ位置に切り替える場合に、前記切替スリーブが前記ハイ側ギヤ歯と前記ロー側ギヤ歯との両方に噛み合わないニュートラル位置で、前記第２回転要素の回転速度が前記出力軸の回転速度と同期するように前記電動機の回転速度を制御する請求項３の車両用動力伝達装置。
  5. 前記回転制御装置は、車両走行中において前記切替スリーブを前記ローギヤ位置から前記ハイギヤ位置に切り替える場合に、前記切替スリーブが前記ハイ側ギヤ歯と前記ロー側ギヤ歯との両方に噛み合わないニュートラル位置で、前記第１回転要素の回転速度が前記出力軸の回転速度と同期するように前記電動機の回転速度を制御する請求項３または４の車両用動力伝達装置。
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