JP5664764B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立するとともに出力軸が駆動輪に動力伝達可能に連結される変速機構と、変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置に関する。

従来の車両用駆動装置に備える変速機構は、例えば運転者によるレンジ切り替えスイッチなどの操作に応じてローレンジ（Ｌ）とハイレンジ（Ｈ）とを切り替えることが可能になっている（例えば特許文献１，２参照。）。

この変速機構のレンジ切り替えは、停車時のように変速機構の出力軸が停止している状態で行うことが一般的である。このレンジ切り替えは、例えば変速機構の出力軸に対して一体回転可能かつ軸方向変位可能に外装されるクラッチスリーブを、軸方向にスライドさせてローギヤまたはハイギヤに連結させることにより行うようになっている。

ローギヤおよびハイギヤの外周には、複数の歯（スプライン）が円周等間隔に設けられており、また、前記クラッチスリーブの内周には、前記両ギヤの歯（スプライン）に噛合しうる複数の歯（スプライン）が設けられている。クラッチスリーブの内歯（スプライン）とローギヤまたはハイギヤの外歯（スプライン）とが噛合（スプライン嵌合）されると、クラッチスリーブがローギヤまたはハイギヤに連結されることになる。

そして、クラッチスリーブが軸方向一方へスライドされてローギヤに連結すると、このローギヤおよびクラッチスリーブから出力軸に低速回転動力が伝達される動力伝達経路が確保されて、「ローレンジ」になる。

また、クラッチスリーブが軸方向他方へスライドされてハイギヤに連結すると、このハイギヤおよびクラッチスリーブから出力軸に高速回転動力が伝達される動力伝達経路が確保されて、「ハイレンジ」になる。なお、クラッチスリーブがローギヤまたはハイギヤに連結されていない中立位置に位置すると、回転動力が伝達されないニュートラルレンジ状態になる。

特許文献１は、段落００１４〜００１６に、車両用のトランスファにおいて、低速ギヤと高速ギヤとの間に動力ギヤおよびそれにスプライン嵌合されるスリーブを配置し、スリーブを低速ギヤにスプライン嵌合させることにより低速モードにする一方で、スリーブを高速ギヤにスプライン嵌合させることにより高速モードにすることが記載されている。

特許文献２は、段落００１４〜００１７に、車両用の副変速機において、低速側ギヤと高速側ギヤとの間に入力ギヤおよびそれにスプライン嵌合されるスリーブを配置し、スリーブを低速側ギヤにスプライン嵌合させることにより低速モードにする一方で、スリーブを高速側ギヤにスプライン嵌合させることにより高速モードにすることが記載されている。この特許文献２では、スリーブをスライドさせるときに、このスリーブを高速側から低速側、または低速側から高速側へ移動させるために必要なエネルギーを蓄積し、大きなエネルギーでスリーブをスライドさせるようにしている。

特開２００６−００７９８９号公報 特開平１０−１０９５５８号公報

上記特許文献１，２では、スリーブをスライドさせることで低速ギヤまたは高速ギヤにスプライン嵌合させるようになっているが、スリーブと低速ギヤまたは高速ギヤとの回転差が大きい場合にはスプライン嵌合させることが難しくなる。

そのため、一般には、停車時のようにプロペラシャフトおよび駆動輪が停止している状況でのレンジ切り替えを行うことを前提にしていて、車両走行中のようにプロペラシャフトおよび駆動輪が回転している状況ではレンジ切り替えを禁止するようにしている。

ところで、車両走行中のレンジ切り替えを可能にするには、例えば前記スリーブと各ギヤとの間に同期噛み合い機構を設けることが考えられるが、このような同期噛み合い機構を装備すると設備コストが嵩むことが懸念される。ここに改良の余地がある。

このような事情に鑑み、本発明は、ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立するとともに出力軸が駆動輪に動力伝達可能に連結される変速機構と、前記変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置において、ローレンジまたはハイレンジで駆動輪が回転している状態でレンジ切り替え要求を受けたときに、同期噛み合い機構を用いることなく、レンジ切り替えを円滑かつ迅速に完了可能にすることを目的としている。

本発明は、ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立するとともに出力軸が駆動輪に動力伝達可能に連結される変速機構と、前記変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記モータジェネレータと前記変速機構の入力軸との間に設けられる主変速機構と、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置において、次のような構成を採用することを特徴としている。

前記レンジ切り替え機構は、軸方向に離れて配置されるローギヤピースおよびハイギヤピースと、２つのギヤピースのいずれかに噛み合わされるように軸方向にスライド可能に配置されかつ前記変速機構の出力軸に一体回転可能に連結されるクラッチスリーブと、このクラッチスリーブを軸方向いずれか一方にスライドさせて前記いずれかのギヤピースに連結させるシフトアクチュエータとを備え、かつ前記クラッチスリーブを前記ローギヤピースに連結させたときにローレンジ用動力伝達経路が成立する一方、前記クラッチスリーブを前記ハイギヤピースに連結させたときにハイレンジ用動力伝達経路が成立する構成とされる。前記主変速機構は、第１摩擦係合要素を介してケースに支持されるフロントサンギヤと、前記モータジェネレータのロータに連結されるリアサンギヤと、第２摩擦係合要素を介してケースに支持されるリングギヤと、前記リングギヤと前記リアサンギヤとにそれぞれ噛み合わされる複数のロングピニオンギヤと、前記ロングピニオンギヤに噛み合わされる複数のショートピニオンギヤと、前記変速機構の入力軸に連結されかつ前記各ショートピニオンギヤと前記各ロングピニオンギヤを回転自在に支持するとともに前記各ショートピニオンギヤと前記各ロングピニオンギヤの公転動作に同期して回転するキャリアとを備えるラビニオ式プラネタリギヤを主体として構成され、かつ、前記第１、第２摩擦係合要素を係合または解放することにより変速比をローレンジとハイレンジとに切り替える高低２段のリダクション機構とされる。前記制御装置は、ローレンジまたはハイレンジで駆動輪が回転している状態でレンジ切り替え要求を受けたときに、前記２つの摩擦係合要素のうちの係合状態になっているものを一時的に解放または滑り状態にすることにより、前記クラッチスリーブと現在連結しているギヤピースとの間の噛み合い力を一時的に弱めてから、前記クラッチスリーブをニュートラルレンジ側にスライドさせることにより、前記クラッチスリーブを現在連結しているギヤピースから離脱させてニュートラルレンジにする離脱処理部と、ニュートラルレンジにした状態で前記変速機構の入力回転数と出力回転数との回転差をゼロあるいは所定値以下にするように前記モータジェネレータの出力回転数を制御する回転合わせ処理部と、前記クラッチスリーブを連結目標のギヤピースに連結させるようにスライドさせる連結処理部とを含む、構成とされる。

なお、前記クラッチスリーブとローギヤピースおよびハイギヤピースとの連結をギヤの噛み合いで行うようにしているが、「ギヤの噛み合い」という表現にとらわれず、例えばスプライン嵌合、あるいはドグクラッチのような凹凸の噛合などのような連結とする場合も本発明に含まれる。

この構成では、変速機構の出力軸がクラッチスリーブと一体回転可能に連結されているとともに駆動輪に動力伝達可能に連結されているから、車両走行中のようにクラッチスリーブがローギヤピースまたはハイギヤピースに連結している状態で駆動輪が回転している場合には、この駆動輪の回転に応じた回転数で変速機構の出力軸およびクラッチスリーブが回転している。

このような車両走行中にレンジ切り替えの要求を受けた場合、クラッチスリーブと連結目標のギヤピースとの回転差が大きいと、クラッチスリーブを現在連結しているギヤピースから離脱させて連結目標のギヤピースに連結させることが難しくなる。

このような状況でも本発明の場合には、変速機構をニュートラルレンジにし、その状態において変速機構の入力回転数つまり連結目標のギヤピースの回転数をモータジェネレータで変速機構の出力回転数つまりクラッチスリーブの回転数に合わせるようにしてから、クラッチスリーブを連結目標のギヤピース側へスライドさせるようにする。

これにより、クラッチスリーブを連結目標のギヤピースに比較的円滑に連結させることが可能になるなど、レンジ切り替えの信頼性を高めることが可能になる。このようにレンジ切り替え機構に従来例で説明したような同期噛み合い機構を装備する必要がないから、設備コストの上昇を避けることが可能になる。

さらに、上記制御装置の離脱処理部は、ニュートラルレンジにする際に、クラッチスリーブとそれに現在連結しているギヤピースとの噛合部分の噛み合い力を弱めるようにした状態でクラッチスリーブをニュートラルレンジ側にスライドさせるようにしているから、このクラッチスリーブを現在連結しているギヤピースから抵抗少なく離脱させることが可能になる。

しかも、前記制御装置の離脱処理部により前記噛み合い力を弱めるための形態として、摩擦係合要素を解放または滑り状態にすることによって主変速機構から変速機構へトルクを一時的に伝達させないようにしており、それにより制御が簡易になってショックが発生せずに済むようになる。

好ましくは、前記シフトアクチュエータは、前記クラッチスリーブをスライドさせるためのシフトフォークシャフトと、回転動力を発生するシフトモータと、このシフトモータで発生する回転動力でもって前記シフトフォークシャフトをその軸方向に変位させる動力伝達機構と、前記シフトモータの出力軸の回転角が前記クラッチスリーブを前記ローギヤピースに連結完了させる角度に到達したときにローレンジ成立情報を出力するローレンジ検知要素と、前記シフトモータの出力軸の回転角が前記クラッチスリーブを前記ハイギヤピースに連結完了させる角度に到達したときにハイレンジ成立情報を出力するハイレンジ検知要素とを備え、前記制御装置は、前記連結処理部によってスライドさせた前記クラッチスリーブが連結目標のギヤピースに連結したか否かを前記各検知要素からの出力情報に基づいて判定する判定処理部をさらに含む。

ここでは、シフトアクチュエータの構成を特定するとともに、制御装置によるレンジ切り替えの制御内容を具体的に特定している。

好ましくは、前記変速機構は、入力回転を受けるサンギヤと、非回転に配置されるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとの間にそれぞれ噛み合うように介装される複数個のピニオンギヤと、前記各ピニオンギヤを回転自在に支持するとともに前記各ピニオンギヤの公転動作に同期して回転するように配置されるキャリアとを備えるプラネタリギヤとされ、かつ、前記キャリアは前記ローギヤピースと一体回転可能とされ、前記サンギヤは前記ハイギヤピースと一体回転可能とされる。

ここでは、変速機構の構成を特定している。この構成では、変速機構の入力回転によってサンギヤおよびハイギヤピースが正回転方向に回転したとき、ピニオンギヤがサンギヤと同一方向に自転しながら公転することになり、それに伴いキャリアおよびローギヤピースがピニオンギヤの公転方向と同期して回転するようになる。このように、変速機構の構成を特定しているから、ローギヤピースおよびハイギヤピースの回転方向が変速機構への入力回転と同一方向になることが明らかになる。

好ましくは、前記ローギヤピースは内歯歯車とされ、前記ハイギヤピースは外歯歯車とされて前記ローギヤピースの内径側に非接触に配置され、前記クラッチスリーブには前記ローギヤピースの内歯に噛合可能な外歯と前記ハイギヤピースの外歯に噛合可能な内歯とが設けられている。

この構成では、ローギヤピース、ハイギヤピースならびにクラッチスリーブの歯の形成位置を特定しているとともに、ローギヤピースとハイギヤピースとの相対的な位置関係を特定している。

ところで、前記車両用駆動装置は、前記モータジェネレータと前記変速機構の入力軸との間に第２モータジェネレータと主変速機構とが設けられ、さらに前記第２モータジェネレータと前記モータジェネレータとの間に動力分割機構を介してエンジンが設けられる構成とすることができる。

ここでは、車両用駆動装置の構成について、モータジェネレータ（第１モータジェネレータとなる）、変速機構（副変速機構となる）、レンジ切り替え機構、制御装置に加えて、さらに第２モータジェネレータ、主変速機構、動力分割機構、エンジンを備える構成に特定している。

本発明は、ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立するとともに出力軸が駆動輪に動力伝達可能に連結される変速機構と、変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置において、ローレンジまたはハイレンジで駆動輪が回転している状態でレンジ切り替え要求を受けたときに、同期噛み合い機構を用いることなく、レンジ切り替えを円滑かつ迅速に完了させることが可能になる。

本発明に係る車両用駆動装置の一実施形態の概略構成を示す図である。 図１のハイブリッドトランスミッションおよびトランスファの構成概略を示す図である。 図１および図２のトランスファの副変速機構およびレンジ切り替え機構の具体構造を断面にして示す図である。 図３の副変速機構およびレンジ切り替え機構を拡大して示す図であり、クラッチスリーブが中立位置（ニュートラルレンジ）に位置する状態を示している。 図４においてレンジ切り替え機構をローレンジとした状態を示している。 図４においてレンジ切り替え機構をハイレンジとした状態を示している。 トランスファシフトアクチュエータの一部構成を透過して模式的に示す図である。 図７のトランスファシフトアクチュエータのリミットスイッチの構成を示す図である。 図８のリミットスイッチの構成を電気回路に置き換えて示した図である。 図８のリミットスイッチの第１〜第３接点のオン、オフの組み合わせパターンと副変速機構の成立レンジとの関係を示す表である。 図２の副変速機構およびレンジ切り替え機構を示す図であって、ローレンジの状態を示している。 図２の副変速機構およびレンジ切り替え機構を示す図であって、ハイレンジの状態を示す図である。 図２の副変速機構およびレンジ切り替え機構を示す図であって、ニュートラルレンジの状態を示す図である。 図１の車両用駆動装置についての共線図であって、副変速機構をハイレンジからローレンジに切り替えるときの説明に用いる図である。 図１の車両用駆動装置についての共線図であって、副変速機構をローレンジからハイレンジに切り替えるときの説明に用いる図である。 図１の副変速機構のレンジ切り替え制御を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図１６に本発明の一実施形態を示している。まず、図１を参照して、本発明に係る車両用駆動装置の一実施形態についての概要構成を説明する。この実施形態では、パートタイム四輪駆動式のハイブリッド車両用駆動装置を例に挙げている。このハイブリッド車両用駆動装置は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）駆動式の車両用駆動装置を基本構成としている。

図１に示す車両用駆動装置において、１はエンジン、２はハイブリッドトランスミッション、５はトランスファ、６Ｆはフロントプロペラシャフト、６Ｒはリアプロペラシャフト、７Ｆはフロントデファレンシャル、７Ｒはリアデファレンシャル、８Ｆは前輪、８Ｒは後輪である。これらを以下で説明するが、本発明の特徴に直接的に関係しないものについては図示や説明を簡単にしている。

−エンジン−
エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の駆動源であって、その運転状態がスロットル開度（吸気量）、燃料噴射量、点火時期などをエンジンコントロールコンピュータ１００により管理することにより制御される。

このエンジン１のクランクシャフト（出力軸）１１は、ダンパ１２を介して動力分割機構３に連結される。なお、ダンパ１２は、エンジン１のトルク変動を吸収するための装置である。

−ハイブリッドトランスミッション−
ハイブリッドトランスミッション２は、図２に示すように、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、動力分割機構３、主変速機構４などを備えている。

−モータジェネレータ−
第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２は共に交流同期電動機であって、電動機として機能するとともに発電機として作用する。

第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２は、それぞれ、図示していないが、インバータを介してバッテリ（蓄電装置）に接続されている。このインバータをパワーマネジメントコントロールコンピュータ２００によって制御することにより、各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を回生または力行（アシスト）状態にする。回生電力は、バッテリにインバータを介して充電される。また、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の駆動用電力は前記バッテリから前記インバータを介して供給される。

−動力分割機構−
動力分割機構３は、シングルピニオンタイプのプラネタリギヤを主体として構成されており、外歯歯車のサンギヤ３１、内歯歯車のリングギヤ３２、外歯歯車の複数のピニオンギヤ３３、キャリア３４などを備えている。

リングギヤ３２は、サンギヤ３１の外径側に同心状に離隔配置される。複数のピニオンギヤ３３はサンギヤ３１とリングギヤ３２との対向環状空間に配置されてそれぞれに噛み合わされる。キャリア３４は、複数のピニオンギヤ３３を回転自在に支持するものであり、各ピニオンギヤ３３の公転動作に同期して回転可能になっている。

キャリア３４はダンパ１２を介してエンジン１のクランクシャフト１１に連結されている。サンギヤ３１は第１モータジェネレータＭＧ１のロータに連結されている。リングギヤ３２には動力伝達軸１３が連結されている。この動力伝達軸１３は、主変速機構４を介して第２モータジェネレータＭＧ２に連結されている。さらに、動力伝達軸１３はトランスファインプットシャフト５１に連結されている。

このような構成の動力分割機構３の動作を説明する。第１モータジェネレータＭＧ１が発電機として作用するときには、エンジン１からキャリア３４に入力される動力を、サンギヤ３１を経て第１モータジェネレータＭＧ１を発電機として駆動する動力と、リングギヤ３２を経て車輪（前輪８Ｆ、後輪８Ｒ）を駆動する動力とに分割する。一方、第１モータジェネレータＭＧ１が電動機として作用するときには、エンジン１からキャリア３４に入力される動力と第１モータジェネレータＭＧ１からサンギヤ３１に入力される動力とを統合してリングギヤ３２に出力する。

−主変速機構−
主変速機構４は、ラビニオ式プラネタリギヤを主体として構成される高低２段のリダクション機構とされている。この主変速機構４は、外歯歯車のフロントサンギヤ４１、外歯歯車のリアサンギヤ４２、外歯歯車のショートピニオンギヤ４３、外歯歯車のロングピニオンギヤ４４、内歯歯車のリングギヤ４５、キャリア４６などを備えている。

フロントサンギヤ４１にはショートピニオンギヤ４３が噛み合わされている。ショートピニオンギヤ４３はロングピニオンギヤ４４に噛み合わされている。ロングピニオンギヤ４４はリングギヤ４５とリアサンギヤ４２とにそれぞれ噛み合わされている。リングギヤ４５は、フロントサンギヤ４１及びリアサンギヤ４２と同心状に離隔配置されている。キャリア４６は、ショートピニオンギヤ４３とロングピニオンギヤ４４を回転自在に支持するものであり、ショートピニオンギヤ４３とロングピニオンギヤ４４の公転動作に同期して回転する。

キャリア４６は動力伝達軸１３とトランスファインプットシャフト５１とに連結されている。リアサンギヤ４２は第２モータジェネレータＭＧ２のロータに連結されている。フロントサンギヤ４１は第１ブレーキＢ１を介してトランスミッションケース１０に支持されている。リングギヤ４５は第２ブレーキＢ２を介してトランスミッションケース１０に支持されている。

さらに、主変速機構４には、変速比をローレンジ（ローギヤ比）とハイレンジ（ハイギヤ比）とに切り替えるための切り替え要素として、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２が設けられている。これらのブレーキＢ１、Ｂ２は、例えば、作動油の油圧により係合力を生じさせる多板式あるいはバンド式の油圧式摩擦係合要素であり、図示していない油圧アクチュエータ等により発生させられる係合圧に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。

第１ブレーキＢ１は、非作動として解放させるとフロントサンギヤ４１を非回転のトランスミッションケース１０から切り離して相対回転可能にする一方、作動して係合させるとフロントサンギヤ４１をトランスミッションケース１０に一体化して回転不可能に連結する。第２ブレーキＢ２は、非作動として解放させるとリングギヤ４５をトランスミッションケース１０から切り離して相対回転可能にする一方、作動して係合させるとリングギヤ４５をトランスミッションケース１０に一体化して回転不可能に連結する。

ここで、第１ブレーキＢ１を非作動（解放）にして第２ブレーキＢ２を作動（係合）させると、リングギヤ４５が非回転にされ、このリングギヤ４５と第２モータジェネレータＭＧ２によって回転するリアサンギヤ４２とによって、キャリア４６および動力伝達軸１３が低速回転する状態（ローレンジ）になる。また、第２ブレーキＢ２を非作動（解放）にして第１ブレーキＢ1を作動（係合）させると、非回転のフロントサンギヤ４１と第２モータジェネレータＭＧ２によって回転するリアサンギヤ４２と非回転のリングギヤ４５とによって、キャリア４６および動力伝達軸１３が高速回転する状態（ハイレンジ）になる。なお、ブレーキＢ１、Ｂ２の両方を非作動（解放）状態にするとキャリア４６および動力伝達軸１３が空転する中立状態（ニュートラルレンジ）になる。

−トランスファ−
トランスファ５は、図２および図３に示すように、トランスファインプットシャフト５１、リアアウトプットシャフト５２、フロントアウトプットシャフト５３、副変速機構５４、レンジ切り替え機構５５、モード切り替え機構５６などを備えている。

トランスファインプットシャフト５１は、トランスファケース５４５に転がり軸受（図示省略）を介して回転自在に支持されている。このトランスファインプットシャフト５１には、主変速機構４から出力される回転動力が入力される。

リアアウトプットシャフト５２は、トランスファインプットシャフト５１と同軸に配置されており、フロントアウトプットシャフト５３は、リアアウトプットシャフト５２と平行に配置されている。リアアウトプットシャフト５２とフロントアウトプットシャフト５３との間には動力伝達要素（５７〜５９）が設けられている。つまり、リアアウトプットシャフト５２の外径側にはドライブギヤ５７が適宜の転がり軸受（図示省略）を介して取り付けられており、また、フロントアウトプットシャフト５３の外径側にはドリブンギヤ５８が一体に形成されている。さらにドライブギヤ５７とドリブンギヤ５８とにはドライブチェーンあるいはドライブベルト等の無端部材５９が巻き掛けられている。

また、リアアウトプットシャフト５２はリアプロペラシャフト６Ｒ、リアデファレンシャル７Ｒならびに左右のリアドライブシャフト（符号省略）を介して左右の後輪８Ｒ側へ回転動力を出力する。このフロントアウトプットシャフト５３はフロントプロペラシャフト６Ｆ、フロントデファレンシャル７Ｆならびに左右のフロントドライブシャフト（符号省略）を介して左右の前輪８Ｆ側へ回転動力を出力する。

−副変速機構−
副変速機構５４は、図２から図４に示すように、シングルピニオンタイプのプラネタリギヤを主体として構成される高低２段のリダクション機構とされている。この副変速機構５４は、内歯歯車のリングギヤ５４１、外歯歯車のサンギヤ５４２、外歯歯車の複数のピニオンギヤ５４３、キャリア５４４などを備えている。

リングギヤ５４１は、トランスファケース５４５に非回転かつ軸方向不動に固定されている。サンギヤ５４２は、リングギヤ５４１の内径側に離隔配置されており、トランスファインプットシャフト５１に一体回転可能に連結されている。複数のピニオンギヤ５４３は、リングギヤ５４１とサンギヤ５４２との対向環状空間にそれぞれ噛み合うように配置されている。キャリア５４４は、各ピニオンギヤ５４３を回転自在に支持するとともに、各ピニオンギヤ５４３の公転動作に同期して回転する。

−モード切り替え機構−
モード切り替え機構５６は、例えば図示していないが運転席近傍に設置される駆動モード切り替え用スイッチ等の運転者による操作に応じて、四輪駆動モード（４ＷＤ）と二輪駆動モード（２ＷＤ）とを選択的に成立するものである。

四輪駆動モード（４ＷＤ）とは、トランスファインプットシャフト５１に入力される回転動力をリアアウトプットシャフト５２とフロントアウトプットシャフト５３との両方から出力させる動力伝達経路を確保した形態である。

二輪駆動モード（２ＷＤ）とは、トランスファインプットシャフト５１に入力される回転動力をリアアウトプットシャフト５２のみから出力させる動力伝達経路を確保した形態である。

つまり、このモード切り替え機構５６によって、ドライブギヤ５７をリアアウトプットシャフト５２と一体回転可能な状態にさせると、トランスファインプットシャフト５１からリアアウトプットシャフト５２の回転動力が、ドライブギヤ５７、無端部材５９、ドリブンギヤ５８を介してフロントアウトプットシャフト５３に伝達される動力伝達経路を確保した、四輪駆動モード（４ＷＤ）となる。

一方、モード切り替え機構５６によって、ドライブギヤ５７をリアアウトプットシャフト５２と相対回転する状態にさせると、トランスファインプットシャフト５１からリアアウトプットシャフト５２の回転動力がフロントアウトプットシャフト５３に伝達されずにリアアウトプットシャフト５２のみから出力される動力伝達経路を確保した、二輪駆動モード（２ＷＤ）となる。

−レンジ切り替え機構−
レンジ切り替え機構５５は、例えば図示していないが運転席近傍に設置される速度レンジ切り替え用スイッチ等の運転者による操作に応じて、副変速機構５４をローレンジ（Ｌ）、ハイレンジ（Ｈ）のうちの一つを選択的に成立するものである。

ハイレンジ（Ｈ）は、トランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力を副変速機構５４のサンギヤ５４２からリアアウトプットシャフト５２に伝達する動力伝達経路を確保する状態、つまりトランスファインプットシャフト５１とリアアウトプットシャフト５２とを直結した状態である。

ローレンジ（Ｌ）は、トランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力を副変速機構５４のキャリア５４４からリアアウトプットシャフト５２に伝達する動力伝達経路を確保する状態、つまりキャリア５４４の公転速度がリアアウトプットシャフト５２に出力される状態である。このローレンジでの減速比は、副変速機構５４の各部の直径サイズやギヤ比等に応じて適宜に決定される。

ニュートラルレンジ（Ｎ）は、ローレンジでもなくハイレンジでもない中立状態、つまりトランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力をリアアウトプットシャフト５２に伝達しない状態である。

このレンジ切り替え機構５５は、図２から図４に示すように、ローギヤピース５５１、ハイギヤピース５５２、クラッチスリーブ５５３、シフトフォーク５５４等を含んで構成されている。このレンジ切り替え機構５５の作動は、トランスファシフトアクチュエータ６０および４ＷＤコントロールコンピュータ３００により制御される。

ローギヤピース５５１は、副変速機構５４のキャリア５４４に一体回転可能に結合されている。このローギヤピース５５１は内歯歯車とされている。つまり、ローギヤピース５５１の内周面において回転動力入力方向の下流側端部には、複数の内歯５５１ａが円周等間隔に設けられている。

ハイギヤピース５５２は、副変速機構５４のサンギヤ５４２の側面に張り出す形態で一体に形成されている。このハイギヤピース５５２は外歯歯車とされている。つまり、ハイギヤピース５５２の外周面においてサンギヤ５４２寄り領域には、複数の外歯５５２ａが円周等間隔に設けられている。

クラッチスリーブ５５３は、ハブスリーブ５５８を介してリアアウトプットシャフト５２に一体回転可能かつ軸方向変位可能に外装されている。このクラッチスリーブ５５３の内周面には、ハブスリーブ５５８の外スプライン５５８ａに噛合される内スプライン５５３ｃが設けられている。

このクラッチスリーブ５５３の外周面において回転動力の入力方向の上流側端部には、ローギヤピース５５１の内歯５５１ａに噛合される複数の外歯５５３ａが円周等間隔に設けられており、また、クラッチスリーブ５５３の内周面において回転動力の入力方向の上流側端部には、ハイギヤピース５５２の外歯５５２ａに噛合される複数の内歯５５３ｂが円周等間隔に設けられている。

なお、前記各歯５５１ａ，５５２ａ，５５３ａ，５５３ｂはスプラインとも呼ばれる。また、各ギヤピース５５１，５５２はスプラインピースとも呼ばれる。

ローギヤピース５５１は円筒形になっていて、その内径側にハイギヤピース５５２が非接触状態で配置されている。ローギヤピース５５１の内歯５５１ａとハイギヤピース５５２の外歯５５２ａとは軸方向に離れて配置されている。ローギヤピース５５１の内歯５５１ａとハイギヤピース５５２の外歯５５２ａとの軸方向離隔空間にクラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａおよび内歯５５３ｂが配置されていて、ローギヤピース５５１の内歯５５１ａとハイギヤピース５５２の外歯５５２ａと噛合していない状態が、ニュートラルレンジとなる。

ローギヤピース５５１の内歯５５１ａ群、ハイギヤピース５５２の外歯５５２ａ群、クラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａ群および内歯５５３ｂ群における噛合方向の先端側には、図示していないが、いずれも、例えば両チャンファまたは片チャンファが設けられている。両チャンファとは、歯先を平面視で二等辺三角形のように先鋭に面取りしたもののことである。片チャンファとは、例えば歯先を平面視で直角三角形のような形状に面取りしたもののことである。

シフトフォーク５５４は、クラッチスリーブ５５３をリアアウトプットシャフト５２と平行に軸方向に変位させるものである。

トランスファシフトアクチュエータ６０は、シフトフォーク５５４を駆動するものであって、詳細に図示していないが、図７に示すように、シフトフォークシャフト６１、シフトモータ６２、動力伝達機構６３などを備えている。

シフトフォークシャフト６１は、シフトフォーク５５４をクラッチスリーブ５５３の中心軸線と平行に変位させるために設けられている。シフトモータ６２は、回転動力を発生する。動力伝達機構６３は、シフトモータ６２で発生する回転動力を減速してシフトフォークシャフト６１に伝達してシフトフォークシャフト６１をその軸方向にスライドさせるものであって、複数のギヤ６３１，６３２，６３３を組み合わせた構成などとされている。シフトフォークシャフト６１には最終ギヤ６３３に噛合する平歯が設けられている。この最終ギヤ６３３と平歯とで回転動力を直線駆動力に変換している。

このトランスファシフトアクチュエータ６０には、副変速機構５４のレンジ切り替え時において切り替え完了を確認するために、リミットスイッチ６４が設けられている。

このリミットスイッチ６４は、シフトモータ６２の出力軸６５の回転角が、クラッチスリーブ５５３をローギヤピース５５１に噛合完了させる角度に到達した状態〔ローレンジ（Ｌ）〕と、クラッチスリーブ５５３をハイギヤピース５５２に噛合完了させる角度に到達した状態〔ハイレンジ（Ｈ）〕と、クラッチスリーブ５５３をローギヤピース５５１とハイギヤピース５５２とに噛合していない中間角度に到達した状態〔ニュートラルレンジ（Ｎ）〕と、ニュートラルレンジ（Ｎ）とローレンジ（Ｌ）との間の領域に位置する角度に到達した状態と、ニュートラルレンジ（Ｎ）とハイレンジ（Ｈ）との間の領域に位置する角度に到達した状態とを個別に表す信号を出力する。

具体的に、リミットスイッチ６４は、図７から図９に示すように、１つのコモンライン６４１と、３つの信号ライン６４２〜６４４と、コンタクトスプリング６４５とで、３つの接点ＨＬ１〜ＨＬ３を作る構成になっている。

１つのコモンライン６４１および３つの信号ライン６４２〜６４４は、プリント配線基板６４６の表面に形成される導電膜からなり、トランスファシフトアクチュエータ６０のケース６６などに固定されている。コンタクトスプリング６４５は、導電性材料からなり、動力伝達機構６３の第２ギヤ６３２の片面に固定されている。このコンタクトスプリング６４５は、第２ギヤ６３２と一体に回転して、この第２ギヤ６３２の回転角度に応じてコモンライン６４１と第１〜第３信号ライン６４２〜６４４とを選択的に導通させるようになっている。なお、図７では各ライン６４１〜６４４とコンタクトスプリング６４５との相対的な位置関係を判り易くするために、プリント配線基板６４６を省略して各ライン６４１〜６４４のみを記載している。

なお、コモンライン６４１と第１信号ライン６４２とコンタクトスプリング６４５とで第１接点ＨＬ１を構成し、コモンライン６４１と第２信号ライン６４３とコンタクトスプリング６４５とで第２接点ＨＬ２を構成し、コモンライン６４１と第３信号ライン６４４とコンタクトスプリング６４５とで第３接点ＨＬ３を構成している。

コモンライン６４１と第１信号ライン６４２とがコンタクトスプリング６４５で導通されると第１接点ＨＬ１が「オン」になり、非導通になると第１接点ＨＬ１が「オフ」になる。コモンライン６４１と第２信号ライン６４３とがコンタクトスプリング６４５で導通されると第２接点ＨＬ２が「オン」になり、非導通になると第２接点ＨＬ２が「オフ」になる。コモンライン６４１と第３信号ライン６４４とがコンタクトスプリング６４５で導通されると第３接点ＨＬ３が「オン」になり、非導通になると第３接点ＨＬ３が「オフ」になる。

そして、図１０に示す表を参照して、リミットスイッチ６４の３つの接点ＨＬ１〜ＨＬ３のオン、オフの組み合わせパターンと、副変速機構５４の成立レンジとの関係を説明する。

（１）第１接点ＨＬ１が「オフ」、第２接点ＨＬ２が「オン」、第３接点ＨＬ３が「オフ」になっている状態（コンタクトスプリング６４５の各突片の先端が図７のローレンジ成立領域に位置している状態）では、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は「ローレンジ（Ｌ）」と判定する。

（２）第１接点ＨＬ１が「オン」、第２接点ＨＬ２が「オフ」、第３接点ＨＬ３が「オフ」になっている状態（コンタクトスプリング６４５の各突片の先端が図７のハイレンジ成立領域に位置している状態）では、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は「ハイレンジ（Ｈ）」と判定する。

（３）第１接点ＨＬ１が「オフ」、第２接点ＨＬ２が「オフ」、第３接点ＨＬ３が「オン」になっている状態（コンタクトスプリング６４５の各突片の先端が図７のニュートラルレンジ成立領域に位置している状態）では、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は「ニュートラルレンジＮ」と判定する。

（４）第１接点ＨＬ１が「オフ」、第２接点ＨＬ２が「オン」、第３接点ＨＬ３が「オン」になっている状態では、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は「ニュートラルレンジＮとローレンジ（Ｌ）との間の領域」と判定する。

（５）第１接点ＨＬ１が「オン」、第２接点ＨＬ２が「オフ」、第３接点ＨＬ３が「オン」になっている状態では、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は「ニュートラルレンジＮとハイレンジ（Ｈ）との間の領域」と判定する。

このような３つの接点ＨＬ１〜ＨＬ３のオン、オフの組み合わせパターンが、請求項に記載のローレンジ成立情報やハイレンジ成立情報となる。このリミットスイッチ６４は、請求項に記載のローレンジ検知要素およびハイレンジ検知要素に相当している。

−制御系−
エンジンコントロールコンピュータ１００、パワーマネジメントコントロールコンピュータ２００ならびに４ＷＤコントロールコンピュータ３００は、図示していないが、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（プログラムメモリ）、ＲＡＭ（データメモリ）、バックアップＲＡＭ（不揮発性メモリ）などを備える公知の構成とされる。

ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、エンジン１の停止時にその保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。

そして、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は、運転者による速度レンジ切り替え用スイッチ（図示省略）の操作に応じたレンジ切り替え信号の入力に応答して副変速機構５４のハイレンジ（Ｈ）とローレンジ（Ｌ）との切り替えに関連するレンジ切り替え制御や、運転者による駆動モード切り替え用スイッチ（図示省略）の操作に応じたモード切り替え信号の入力に応答して二輪駆動モード（２ＷＤ）と四輪駆動モード（４ＷＤ）との切り替えに関するモード切り替え制御等を行うように構成されている。

次に、上記レンジ切り替え機構５５の動作について説明する。なお、速度レンジの切り替えは、例えば四輪駆動モード（４ＷＤ）に設定されている場合に行える。

ここでまず、例えば図示省略の速度レンジ切り替え用スイッチによってローレンジ（Ｌ）が選択された場合、４ＷＤコントロールコンピュータ３００によりトランスファシフトアクチュエータ６０を作動して、シフトフォーク５５４を図４の矢印Ｘ方向（紙面に向かって右側）に変位させることにより、クラッチスリーブ５５３を前記同方向にスライドさせると、図５および図１１に示すようにクラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａがローギヤピース５５１の内歯５５１ａに噛合される。

これにより、トランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力が、副変速機構５４のキャリア５４４→クラッチスリーブ５５３→ハブスリーブ５５８→リアアウトプットシャフト５２→フロントアウトプットシャフト５３へと伝達されるようなローレンジ用動力伝達経路が確保される。これにより、ローレンジ（Ｌ）が成立する。

一方、例えば図示省略の速度レンジ切り替え用スイッチによってハイレンジ（Ｈ）が選択された場合、４ＷＤコントロールコンピュータ３００によりトランスファシフトアクチュエータ６０を作動して、シフトフォーク５５４を図４の矢印Ｙ方向（紙面に向かって左側）に変位させることにより、クラッチスリーブ５５３を前記同方向にスライドさせると、図６および図１２に示すようにクラッチスリーブ５５３の内歯５５３ｂがハイギヤピース５５２の外歯５５２ａに噛合される。

これにより、トランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力が、副変速機構５４のサンギヤ５４２→クラッチスリーブ５５３→ハブスリーブ５５８→リアアウトプットシャフト５２→フロントアウトプットシャフト５３へと伝達されるようなハイレンジ用動力伝達経路が確保される。これにより、ハイレンジ（Ｈ）が成立する。

なお、図１３に示すように、クラッチスリーブ５５３がローギヤピース５５１とハイギヤピース５５２とのいずれにも噛み合わない中立位置に位置すると、トランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力をリアアウトプットシャフト５２に伝達できない状態になる。この状態がニュートラルレンジ（Ｎ）である。

次に、図１４から図１６を参照して、本発明を適用した部分について詳細に説明する。

トランスファ５の副変速機構５４をローレンジ（Ｌ）またはハイレンジ（Ｈ）にして走行している状況において、レンジ切り替え要求を受けたときに、同期噛み合い機構を用いることなく、レンジ切り替えを円滑かつ迅速に完了できるように工夫している。

要するに、この実施形態では、前記のような状況でレンジ切り替えを行う場合、４ＷＤコントロールコンピュータ３００が主となって、クラッチスリーブ５５３を現在連結しているギヤピース５５１または５５２から離脱させてニュートラルレンジ（Ｎ）にする離脱処理と、ニュートラルレンジ（Ｎ）にした状態において目標レンジのギヤピース５５１または５５２の回転数とクラッチスリーブ５５３の回転数との回転差をゼロあるいはクラッチスリーブ５５３がスライドする推進力によって目標レンジのギヤピース５５１または５５２に噛合可能な回転差以下にする回転合わせ処理と、トランスファシフトアクチュエータ６０を作動させることによりクラッチスリーブ５５３を連結目標のギヤピース５５１または５５２に連結させるように目標方向にスライドさせる連結処理とを行うようにしている。

前記離脱処理においては、まず、クラッチスリーブ５５３と現在連結しているギヤピース５５１または５５２との噛合部分でのトルク伝達を一時的に停止させることにより、前記噛合部分の噛み合い力を一時的に弱めるようにする。これにより、クラッチスリーブ５５３を現在連結しているギヤピース５５１または５５２から抵抗少なく離脱させやすい状態になるから、その状態でクラッチスリーブ５５３をニュートラルレンジ（Ｎ）側にスライドさせると、現在連結しているギヤピース５５１または５５２からクラッチスリーブ５５３が円滑に離脱するようになる。

ここで、前記噛み合い力を一時的に弱めるための具体例を挙げる。

（エンジン走行モード）エンジン１単独で駆動輪８Ｆ，８Ｒに回転させる状況では、第１モータジェネレータＭＧ１を一時的に非作動にするとともに、主変速機構４において現在作動（係合）されている第１ブレーキＢ１または第２ブレーキＢ２を一時的に非作動（解放）あるいは滑り状態にする。

これにより、動力分割機構３の各ギヤが空転する状態になることによってエンジン１のクランクシャフト１１から動力伝達軸１３へのトルク伝達が遮断されるうえ、主変速機構４の各ギヤが空転する状態になることによって動力伝達軸１３と第２モータジェネレータＭＧ２のキャリア４６とトランスファインプットシャフト５１とが空回りする状態になる。

したがって、その直前において、エンジン１から駆動輪８Ｆ，８Ｒにトルクが伝達される駆動状態であったときには現在クラッチスリーブ５５３に連結しているギヤピース５５１または５５２からクラッチスリーブ５５３へのトルク伝達が途切れることになる。一方、駆動輪８Ｆ，８Ｒから駆動源（エンジン１や第１モータジェネレータＭＧ１）にイナーシャトルクが伝達される被駆動状態であったときには、ギヤピース５５１および５５２に連結する駆動源の引き摺りトルクが低減されることによりクラッチスリーブ５５３とそれに現在連結しているギヤピース５５１または５５２との噛み合い力が弱められることになる。このようなことから、前記駆動状態および前記被駆動状態のいずれであってもクラッチスリーブ５５３とそれに現在連結しているギヤピース５５１または５５２との噛合部分の噛み合い力が弱くなるのである。

（ＥＶ走行モード）第２モータジェネレータＭＧ２単独で駆動輪８Ｆ，８Ｒを回転させる状況では、主変速機構４において現在作動（係合）されている第１ブレーキＢ１または第２ブレーキＢ２を非作動（解放）あるいは滑り状態にする。

これにより、主変速機構４の各ギヤが空転する状態になることによって動力伝達軸１３と第２モータジェネレータＭＧ２のキャリア４６とトランスファインプットシャフト５１とが空回りする状態になる。しかも、この状況ではエンジン１および第１モータジェネレータＭＧ１が非作動状態であるので、エンジン１のクランクシャフト１１と動力伝達軸１３および主変速機構４のキャリア４６との動力伝達が遮断されている。

したがって、その直前において、第２モータジェネレータＭＧ２から駆動輪８Ｆ，８Ｒにトルクが伝達される駆動状態であったときには現在クラッチスリーブ５５３に連結しているギヤピース５５１または５５２からクラッチスリーブ５５３へのトルク伝達が途切れることになる。一方、駆動輪８Ｆ，８Ｒから駆動源（エンジン１や第１モータジェネレータＭＧ１）にイナーシャトルクが伝達される被駆動状態であったときには、ギヤピース５５１および５５２に連結する駆動源の引き摺りトルクが低減されることによりクラッチスリーブ５５３とそれに現在連結しているギヤピース５５１または５５２との噛み合い力が弱められることになる。このようなことから、前記駆動状態および前記被駆動状態のいずれであってもクラッチスリーブ５５３とそれに現在連結しているギヤピース５５１または５５２との噛合部分の噛み合い力が弱くなるのである。

（ハイブリッド走行モード）エンジン１と第２モータジェネレータＭＧ２とで駆動輪８Ｆ，８Ｒを回転させる状況では、前記エンジン走行モードと同様に、第１モータジェネレータＭＧ１を一時的に非作動にするとともに、主変速機構４において現在作動（係合）されている第１ブレーキＢ１または第２ブレーキＢ２を非作動（解放）あるいは滑り状態にする。

これにより、動力分割機構３の各ギヤが空転する状態になることによってエンジン１のクランクシャフト１１から動力伝達軸１３へのトルク伝達が遮断されるうえ、主変速機構４の各ギヤが空転する状態になることによって動力伝達軸１３と第２モータジェネレータＭＧ２のキャリア４６とトランスファインプットシャフト５１とが空回りする状態になる。

したがって、前記処理の直前において、エンジン１から駆動輪８Ｆ，８Ｒにトルクが伝達される駆動状態であったときには現在クラッチスリーブ５５３に連結しているギヤピース５５１または５５２からクラッチスリーブ５５３へのトルク伝達が途切れることになる。一方、駆動輪８Ｆ，８Ｒから駆動源（エンジン１や第１モータジェネレータＭＧ１）にイナーシャトルクが伝達される被駆動状態であったときには、ギヤピース５５１および５５２に連結する駆動源の引き摺りトルクが低減されることによりクラッチスリーブ５５３とそれに現在連結しているギヤピース５５１または５５２との噛み合い力が弱められることになる。このようなことから、前記駆動状態および前記被駆動状態のいずれであってもクラッチスリーブ５５３とそれに現在連結しているギヤピース５５１または５５２との噛合部分の噛み合い力が弱くなるのである。

前記回転合わせ処理においては、図１４の実線から破線で示すようにハイレンジ（Ｈ）からローレンジ（Ｌ）に切り替える場合だと、ニュートラルレンジ（Ｎ）にした状態で連結目標のローギヤピース５５１の回転数とクラッチスリーブ５５３の回転数との回転差をゼロあるいは所定値以下にするように、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数を下げることによりハイブリッドトランスミッション２の出力回転数つまりトランスファ５の入力回転数（トランスファインプットシャフト５１および連結目標のローギヤピース５５１の回転数）を上げるように制御する。一方、図１５の実線から破線で示すようにローレンジ（Ｌ）からハイレンジ（Ｈ）に切り替える場合だと、ニュートラルレンジ（Ｎ）にした状態で連結目標のハイギヤピース５５２の回転数とクラッチスリーブ５５３の回転数との回転差をゼロあるいは所定値以下にするように、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数を上げることによりハイブリッドトランスミッション２の出力回転数つまりトランスファ５の入力回転数（トランスファインプットシャフト５１および連結目標のハイギヤピース５５２の回転数）を下げるように制御する。

なお、前記回転合わせ処理において、連結目標のギヤピース５５１または５５２の回転数とクラッチスリーブ５５３の回転数との回転差をゼロにせずに、所定値以下にする場合には、後で連結処理を行うときにクラッチスリーブ５５３と連結目標のギヤピース５５１または５５２との回転位相が仮に一致したとしても直ぐにずれるようになるから、それらの歯同士が衝突することが避けられる。

なお、図１４および図１５は車両用駆動装置についての共線図である。この図に示すように、エンジン１から動力分割機構３のキャリア３４に入力されるトルクに対して、第１モータジェネレータＭＧ１による反力トルクを動力分割機構３のサンギヤ３１に入力すると、これらのトルクを加減算した大きさのトルクが、出力要素となっている動力分割機構３のリングギヤ３２に現れる。そこで、例えばリングギヤ３２の回転数（出力回転数）を一定とする場合、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数を変化させることにより、エンジン１の回転数を連続的に変化させることができる。すなわち、第１モータジェネレータＭＧ１を制御することによりエンジン１の回転数を制御することができる。

また、図中の一点鎖線で示すように走行中にエンジン１を停止させている場合には、第１モータジェネレータＭＧ１が逆回転しているので、第１モータジェネレータＭＧ１を電動機として作用させて正回転方向にトルクを出力させるとキャリア３４を介してエンジン１をクランキングすることにより始動させることができる。その場合、キャリア３４に連結される動力伝達軸１３およびトランスファインプットシャフト５１にはその回転を止める方向のトルクが作用する。したがって、走行のための駆動トルクは第２モータジェネレータＭＧ２の出力トルクを制御することにより維持でき、同時にエンジン１を円滑に始動することができる。

具体的に、図１６のフローチャートを参照して、この実施形態におけるレンジ切り替え時の動作を説明する。図１６のフローチャートは、４ＷＤコントロールコンピュータ３００が主となって行う処理である。

このフローチャートの処理は、４ＷＤコントロールコンピュータ３００がレンジ切り替え要求を受け付けたときに実行開始させる。レンジ切り替え要求は、例えば運転者が図示省略の速度レンジ切り替え用スイッチでもってローレンジ（Ｌ）またはハイレンジ（Ｈ）を選択することによって行われる。

まず、ステップＳ１において、車両が走行中であるか否かを判定する。この判定は、車輪速センサ３０１からの出力に基づいて算出される車速が所定の閾値以下であるか否かを調べることにより行う。この閾値は、下限値をゼロ、上限値を即座に停止できる程度の車速（例えば５Ｋｍ／ｈ）とする範囲内の任意値に設定される。

ここで、走行中でない場合つまり停車中である場合には前記ステップＳ１で否定判定して、ステップＳ２〜Ｓ６を飛び越えて下記ステップＳ７，Ｓ８の処理を実行することによってトランスファシフトアクチュエータ６０でクラッチスリーブ５５３をスライドさせて連結目標のギヤピース５５１または５５２に連結させて、このフローチャートを終了する。

このような停車中は、クラッチスリーブ５５３とそれに現在連結しているギヤピース５５１または５５２との噛合部分でトルクが伝達されていない状態であるから、当該噛合部分を比較的簡単に離脱させることができるとともに、連結目標のギヤピース５５１または５５２にクラッチスリーブ５５３を比較的簡単に噛合させることができる。

一方、走行中である場合には、前記ステップＳ１で肯定判定して、ステップＳ２，Ｓ３の処理を実行することにより、現在成立しているローレンジ（Ｌ）またはハイレンジ（Ｈ）をニュートラルレンジ（Ｎ）にする。

具体的に、まず、ステップＳ２において、クラッチスリーブ５５３とそれに現在連結しているギヤピース５５１または５５２との噛合部分でのトルク伝達を一時的に停止させるようにしてから、トランスファシフトアクチュエータ６０を作動させることによりクラッチスリーブ５５３をそれに現在噛合しているギヤピース５５１または５５２から離脱させる側つまりニュートラルレンジ（Ｎ）側にスライドさせる。なお、このステップＳ２において行うトルク伝達の一時停止処理は、前述しているように、各走行モード（エンジン走行モード、ＥＶ走行モード、ハイブリッド走行モード）に応じて行う。但し、このトルク伝達の一時停止処理を行う際には、４ＷＤコントロールコンピュータ３００からパワーマネジメントコントロールコンピュータ２００に第１モータジェネレータＭＧ１を制御するための制御指令を送信することにより、第１モータジェネレータＭＧ１の動作を制御する。
これにより、動力分割機構３の各ギヤが空転する状態になることによってエンジン１のクランクシャフト１１から動力伝達軸１３へのトルク伝達が遮断されるうえ、主変速機構４の各ギヤが空転する状態になることによって動力伝達軸１３と第２モータジェネレータＭＧ２のキャリア４６とトランスファインプットシャフト５１３とが空回りする状態になる。

この後、続くステップＳ３において、クラッチスリーブ５５３がニュートラルレンジ（Ｎ）に到達したか否かを判定する。ここでの判定は、前述しているように、リミットスイッチ６４の３つの接点ＨＬ１〜ＨＬ３のオン、オフ状態の組み合わせパターンによる判定ロジック（図１０参照）に基づいて行う。そして、クラッチスリーブ５５３がニュートラルレンジ（Ｎ）に到達すると、前記ステップＳ３で肯定判定して、続くステップＳ４に移行する。

このステップＳ４では、ニュートラルレンジ（Ｎ）において連結目標のギヤピース５５１または５５２の回転数（副変速機構５４の入力回転数）とクラッチスリーブ５５３の回転数（副変速機構５４の出力回転数）との回転差をゼロあるいは所定値以下にするために必要な第１モータジェネレータＭＧ１の制御量（目標回転数）を算出する。

具体的に、まず、連結目標のギヤピース５５１または５５２の回転数とクラッチスリーブ５５３の回転数との回転差を算出し、その算出結果をゼロあるいは所定値以下とするのに必要なトランスファインプットシャフト５１に対する目標入力回転数を決定するとともに、この目標入力回転数に基づいて連結目標のギヤピース５５１または５５２の目標回転数を算出し、この目標回転数にさせるのに必要な第１モータジェネレータＭＧ１の制御量（目標回転数）を算出する。

なお、連結目標のギヤピース５５１または５５２の回転数は、トランスファインプットシャフト５１の実回転数（ハイブリッドトランスミッション２の出力軸である動力伝達軸１３の回転数と同じ）を検出する入力回転数センサ３０２からの出力に基づいて算出することができる。また、クラッチスリーブ５５３の回転数は、車輪速センサ３０１の出力に基づいて算出することができる。

この後、ステップＳ５，Ｓ６において連結目標のギヤピース５５１または５５２の回転数とクラッチスリーブ５５３の回転数との回転差をゼロあるいは所定値以下にさせる。

具体的に、まず、ステップＳ５では、４ＷＤコントロールコンピュータ３００からパワーマネジメントコントロールコンピュータ２００に第１モータジェネレータＭＧ１を制御するための制御指令を送信して、第１モータジェネレータＭＧ１の動作を制御することにより、連結目標のギヤピース５５１または５５２の回転数を制御する。その後、ステップＳ６において入力回転数センサ３０２からの出力に基づいて連結目標のギヤピース５５１または５５２の実回転数が目標回転数に到達したか否かを判定する。

つまり、連結目標のギヤピース５５１または５５２の実回転数が目標回転数に到達するまで前記ステップＳ５，Ｓ６を繰り返し、到達すれば前記ステップＳ６で肯定判定して、続くステップＳ７に移行する。

このステップＳ７では、トランスファシフトアクチュエータ６０を作動させることによりクラッチスリーブ５５３を連結目標のギヤピース５５１または５５２側へスライドさせて、続くステップＳ８においてクラッチスリーブ５５３が連結目標のギヤピース５５１または５５２に連結したか否か、つまり目標レンジへの切り替えが完了したか否かを判定する。このステップＳ８の判定は、前述しているようにリミットスイッチ６４の３つの接点ＨＬ１〜ＨＬ３のオン、オフ状態の組み合わせパターンによる判定ロジック（図１０参照）に基づいて行う。

このようにクラッチスリーブ５５３を連結目標のギヤピース（５５１または５５２）に連結させるまで前記ステップＳ７，Ｓ８を繰り返し、連結すれば前記ステップＳ８で肯定判定して、このフローチャートを終了する。

ところで、前記のような車両走行中においてハイレンジ（Ｈ）からローレンジ（Ｌ）に切り替える場合には、そのレンジ切り替え要求に応答して、ニュートラルレンジ（Ｎ）にするにあたって、現在係合している第１ブレーキＢ１または第２ブレーキＢ２を一時的に解放または滑らせるから、クラッチスリーブ５５３の内歯５５３ｂとハイギヤピース５５２の外歯５５２ａとの噛み合い力を弱くできる。その状態で速やかにトランスファシフトアクチュエータ６０でもってクラッチスリーブ５５３をニュートラルレンジ（Ｎ）側へスライドさせるから、このクラッチスリーブ５５３を現在連結しているハイギヤピース５５２から抵抗少なく離脱させることができるようになるなど、比較的簡単にニュートラルレンジ（Ｎ）にすることができる。この後、図１４に示すように、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数を下げてトランスファインプットシャフト５１の回転数を上げることにより、連結目標のローギヤピース５５１の回転数とクラッチスリーブ５５３の回転数との回転差をゼロまたは所定値以下にする。このように回転合わせした状態でトランスファシフトアクチュエータ６０によりクラッチスリーブ５５３を連結目標のローギヤピース５５１側にスライドさせるから、クラッチスリーブ５５３を連結目標のローギヤピース５５１に比較的容易に噛合連結させることができるようになる。

一方、前記のような車両走行中においてローレンジ（Ｌ）からハイレンジ（Ｈ）に切り替える場合には、そのレンジ切り替え要求に応答して、ニュートラルレンジ（Ｎ）にするにあたって、現在係合している第１ブレーキＢ１または第２ブレーキＢ２を一時的に解放または滑らせるから、クラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａとローギヤピース５５１の内歯５５１ａとの噛み合い力を弱くできる。その状態で速やかにトランスファシフトアクチュエータ６０でもってクラッチスリーブ５５３をニュートラルレンジ（Ｎ）側へスライドさせるから、このクラッチスリーブ５５３を現在連結しているローギヤピース５５１から抵抗少なく離脱させることができるようになるなど、比較的簡単にニュートラルレンジ（Ｎ）にすることができる。この後、図１５に示すように、第１モータジェネレータＭＧ１の回転数を上げてトランスファインプットシャフト５１の回転数を下げることにより、連結目標のハイギヤピース５５２の回転数とクラッチスリーブ５５３の回転数との回転差をゼロまたは所定値以下にする。このように回転合わせした状態でトランスファシフトアクチュエータ６０によりクラッチスリーブ５５３を連結目標のハイギヤピース５５２側にスライドさせるから、クラッチスリーブ５５３を連結目標のハイギヤピース５５２に比較的容易に噛合連結させることができるようになる。

ここで、上記実施形態の車両用駆動装置の構成要素と請求項１の構成要素との対応関係を説明する。トランスファ５の副変速機構５４が請求項１に記載の変速機構に相当し、レンジ切り替え機構５５が請求項１に記載のレンジ切り替え機構に相当し、第１モータジェネレータＭＧ１が請求項１に記載のモータジェネレータに相当し、４ＷＤコントロールコンピュータ３００およびパワーマネジメントコントロールコンピュータ２００が請求項１に記載の制御装置に相当している。但し、４ＷＤコントロールコンピュータ３００およびパワーマネジメントコントロールコンピュータ２００を単一のコンピュータとする場合にはこの単一のコンピュータが請求項１に記載の制御装置に相当するものになる。また、請求項１に記載の離脱処理部は図１６に示すステップＳ２，Ｓ３に相当し、請求項１に記載の回転合わせ処理部は図１６に示すステップＳ４〜Ｓ６に相当し、請求項１に記載の連結処理部は図１６に示すステップＳ７，Ｓ８に相当している。

以上説明したように、本発明を適用した実施形態では、トランスファ５の副変速機構５４がローレンジ（Ｌ）またはハイレンジ（Ｈ）で走行している状況においてレンジ切り替え要求を受けたときに、現在連結しているギヤピース５５１または５５２からクラッチスリーブ５５３を離脱させてニュートラルレンジ（Ｎ）にする離脱処理部と、ニュートラルレンジ（Ｎ）にした状態で第１モータジェネレータＭＧ１でもって副変速機構５４の入力回転数を出力回転数に合わせる回転合わせ処理部と、この回転合わせの後でクラッチスリーブ５５３をスライドさせて連結目標のギヤピース５５１または５５２に連結させる連結処理部とを含む構成にしている。

そして、前記離脱処理部においては、クラッチスリーブ５５３と現在連結しているギヤピース５５１または５５２との噛合部分の噛み合い力を弱めることにより、クラッチスリーブ５５３をそれに現在連結しているギヤピース５５１または５５２から抵抗少なく離脱させることが可能な状態にしているから、ニュートラルレンジ（Ｎ）にする処理を簡単かつ円滑に行うことが可能になる。

また、前記回転合わせ処理部においては、ニュートラルレンジ（Ｎ）にした状態で第１モータジェネレータＭＧ１を制御することにより副変速機構５４の入力回転数（連結目標のギヤピース５５１または５５２の回転数）を副変速機構５４の出力回転数（クラッチスリーブ５５３の回転数）に合わせるようにしているから、前記連結処理部においてクラッチスリーブ５５３を連結目標のギヤピース５５１または５５２に簡単かつ円滑に連結させることが可能になる。

このようなことから、従来では不可能であった車両走行中での副変速機構５４のレンジ切り替えを円滑かつ迅速に完了させることが可能になる。特に、既存の第１モータジェネレータＭＧ１を有効利用しているから、レンジ切り替え機構５５に従来例で説明したような同期噛み合い機構を装備する必要がなくなるなど、設備コストの上昇を避けることが可能になる。したがって、本発明によれば、利便性かつ信頼性の高いレンジ切り替えが可能な車両用駆動装置を比較的安価で提供することが可能になる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば上記実施形態では、２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を備える車両用駆動装置を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、１つのモータジェネレータを備える車両用駆動装置にも適用可能であり、また、駆動源としてエンジン１を省略してモータジェネレータのみを備える車両用駆動装置にも適用することが可能である。

本発明は、ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立するとともに出力軸が駆動輪に動力伝達可能に連結される変速機構と、前記変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置に好適に利用することができる。

１ エンジン
２ ハイブリッドトランスミッション
３ 動力分割機構
４ 主変速機構
５ トランスファ
５１ トランスファインプットシャフト
５２ リアアウトプットシャフト
５３ フロントアウトプットシャフト
５４ 副変速機構
５４５ トランスファケース
５５ レンジ切り替え機構
５５１ ローギヤピース
５５１ａ ローギヤピースの内歯
５５２ ハイギヤピース
５５２ａ ハイギヤピースの外歯
５５３ クラッチスリーブ
５５３ａ クラッチスリーブの外歯
５５３ｂ クラッチスリーブの内歯
５５４ シフトフォーク
５５８ ハブスリーブ
５６ モード切り替え機構
６０ トランスファシフトアクチュエータ
６１ シフトフォークシャフト
６２ シフトモータ
６３ 動力伝達機構
６４ リミットスイッチ
１００ エンジンコントロールコンピュータ
２００ ハイブリッドコントロールコンピュータ
３００ ４ＷＤコントロールコンピュータ
３０１ 車輪速センサ
３０２ 入力回転数センサ

Claims (5)

1. ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立するとともに出力軸が駆動輪に動力伝達可能に連結される変速機構と、前記変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記モータジェネレータと前記変速機構の入力軸との間に設けられる主変速機構と、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置であって、
   前記レンジ切り替え機構は、軸方向に離れて配置されるローギヤピースおよびハイギヤピースと、２つのギヤピースのいずれかに噛み合わされるように軸方向にスライド可能に配置されかつ前記変速機構の出力軸に一体回転可能に連結されるクラッチスリーブと、このクラッチスリーブを軸方向いずれか一方にスライドさせて前記いずれかのギヤピースに連結させるシフトアクチュエータとを備え、かつ前記クラッチスリーブを前記ローギヤピースに連結させたときにローレンジ用動力伝達経路が成立する一方、前記クラッチスリーブを前記ハイギヤピースに連結させたときにハイレンジ用動力伝達経路が成立する構成とされ、
   前記主変速機構は、第１摩擦係合要素を介してケースに支持されるフロントサンギヤと、前記モータジェネレータのロータに連結されるリアサンギヤと、第２摩擦係合要素を介してケースに支持されるリングギヤと、前記リングギヤと前記リアサンギヤとにそれぞれ噛み合わされる複数のロングピニオンギヤと、前記ロングピニオンギヤに噛み合わされる複数のショートピニオンギヤと、前記変速機構の入力軸に連結されかつ前記各ショートピニオンギヤと前記各ロングピニオンギヤを回転自在に支持するとともに前記各ショートピニオンギヤと前記各ロングピニオンギヤの公転動作に同期して回転するキャリアとを備えるラビニオ式プラネタリギヤを主体として構成され、かつ、前記第１、第２摩擦係合要素を係合または解放することにより変速比をローレンジとハイレンジとに切り替える高低２段のリダクション機構とされ、
   前記制御装置は、ローレンジまたはハイレンジで駆動輪が回転している状態でレンジ切り替え要求を受けたときに、前記２つの摩擦係合要素のうちの係合状態になっているものを一時的に解放または滑り状態にすることにより、前記クラッチスリーブと現在連結しているギヤピースとの間の噛み合い力を一時的に弱めてから、前記クラッチスリーブをニュートラルレンジ側にスライドさせることにより、前記クラッチスリーブを現在連結しているギヤピースから離脱させてニュートラルレンジにする離脱処理部と、
   ニュートラルレンジにした状態で前記変速機構の入力回転数と出力回転数との回転差をゼロあるいは所定値以下にするように前記モータジェネレータの出力回転数を制御する回転合わせ処理部と、
   前記クラッチスリーブを連結目標のギヤピースに連結させるようにスライドさせる連結処理部とを含む、ことを特徴とする車両用駆動装置。
2. 請求項１に記載の車両用駆動装置において、
   前記シフトアクチュエータは、前記クラッチスリーブをスライドさせるためのシフトフォークシャフトと、回転動力を発生するシフトモータと、このシフトモータで発生する回転動力でもって前記シフトフォークシャフトをその軸方向に変位させる動力伝達機構と、前記シフトモータの出力軸の回転角が前記クラッチスリーブを前記ローギヤピースに連結完了させる角度に到達したときにローレンジ成立情報を出力するローレンジ検知要素と、前記シフトモータの出力軸の回転角が前記クラッチスリーブを前記ハイギヤピースに連結完了させる角度に到達したときにハイレンジ成立情報を出力するハイレンジ検知要素とを備え、
   前記制御装置は、前記連結処理部によってスライドさせた前記クラッチスリーブが連結目標のギヤピースに連結したか否かを前記各検知要素からの出力情報に基づいて判定する判定処理部をさらに含む、ことを特徴とする車両用駆動装置。
3. 請求項１に記載の車両用駆動装置において、
   前記変速機構は、入力回転を受けるサンギヤと、非回転に配置されるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとの間にそれぞれ噛み合うように介装される複数個のピニオンギヤと、前記各ピニオンギヤを回転自在に支持するとともに前記各ピニオンギヤの公転動作に同期して回転するように配置されるキャリアとを備えるプラネタリギヤとされ、
   かつ、前記キャリアは前記ローギヤピースと一体回転可能とされ、前記サンギヤは前記ハイギヤピースと一体回転可能とされる、ことを特徴とする車両用駆動装置。
4. 請求項１に記載の車両用駆動装置において、
   前記ローギヤピースは内歯歯車とされ、前記ハイギヤピースは外歯歯車とされて前記ローギヤピースの内径側に非接触に配置され、前記クラッチスリーブには前記ローギヤピースの内歯に噛合可能な外歯と前記ハイギヤピースの外歯に噛合可能な内歯とが設けられている、ことを特徴とする車両用駆動装置。
5. 請求項１に記載の車両用駆動装置は、前記モータジェネレータと前記変速機構の入力軸との間に第２モータジェネレータと前記主変速機構とが設けられ、さらに前記第２モータジェネレータと前記モータジェネレータとの間に動力分割機構を介してエンジンが設けられる構成とされている、ことを特徴とする車両用駆動装置。

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