(57)【要約】【課題】ディスコネクト機能付きディファレンシャル装置におけるギヤノイズを広い車速領域で抑制できる四輪駆動車両を提供する。【解決手段】電子制御カップリング装置２００は、それぞれの係合トルクを独立して制御することが可能であり且つそれぞれの係合トルクに応じてエンジン１２からのトルクをドライブピニオン５０に伝達する第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４を有する。第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４は、ドライブピニオン５０にエンジン１２からのトルクを伝達する伝達位置がドライブピニオン５０の第３回転軸線Ｃ３方向で異なる。電子制御装置１００は、ドライブピニオン５０の捩り共振周波数であるピーク周波数Ａがドライブピニオン５０とリングギヤ５８との噛み合い周波数ｆｅｎｇとなるように第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４の係合トルクを、車速Ｖに基づいて制御する。【選択図】図４
2020117072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライブピニオンと、前記ドライブピニオンに噛み合うリングギヤと、デフケースとスリーブの回転軸線方向の移動によって前記リングギヤ及び前記デフケースの間の動力伝達を断接する断接クラッチとを有し前記ドライブピニオンに伝達されたトルクを一対の副駆動輪に分配するディスコネクト機能付きディファレンシャル装置と、動力源からのトルクを前記ドライブピニオンに伝達するとともに、電子制御装置によって前記ドライブピニオンに伝達される伝達トルクを制御することが可能な電子制御カップリング装置と、を備えた四輪駆動車両であって、
前記電子制御カップリング装置は、それぞれの係合トルクを独立して制御することが可能であり且つ前記それぞれの係合トルクに応じて前記動力源からのトルクを前記ドライブピニオンに伝達する第１クラッチ及び第２クラッチを有するとともに、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチは、前記ドライブピニオンに前記動力源からのトルクを伝達する伝達位置が該ドライブピニオンの回転軸線方向において異なるように構成され、
前記電子制御装置は、前記ドライブピニオンの捩り共振周波数が前記ドライブピニオンと前記リングギヤとの噛み合い周波数となるように前記第１クラッチ及び前記第２クラッチの係合トルクを、車速に基づいて制御する
ことを特徴とする四輪駆動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスコネクト機能付きディファレンシャル装置に連結されたドライブピニオンへの伝達トルクを制御可能な電子制御カップリング装置を備える四輪駆動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライブピニオンと、そのドライブピニオンと噛み合うリングギヤと、スリーブを介してリングギヤに連結されたデフケースを有し動力源からドライブピニオンに伝達されたトルクを一対の副駆動輪に分配するディスコネクト機能付きディファレンシャル装置と、前記動力源から前記ドライブピニオンに伝達される伝達トルクを制御する電子制御カップリング装置と、を備えた四輪駆動車両が知られている。例えば、特許文献１に記載の四輪駆動車両がそれである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１６８９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の四輪駆動車両において、ディファレンシャル装置におけるギヤノイズは、ドライブピニオンとリングギヤとの噛合伝達誤差が起振力となって発生する。この噛合伝達誤差により振動が大きくなる噛み合い周波数は車速とともに変化する。一方、ディスコネクト機能付きディファレンシャル装置では、リングギヤとデフケースとの間の動力伝達はそれらとスプライン嵌合されたスリーブを介して行われるため、リングギヤが捩れることによる共振系が発生する。これにより、噛み合い周波数がドライブピニオン及びリングギヤの噛み合い点動剛性のピーク周波数と一致する車速において、ギヤノイズ（振動レベル）が大きくなってしまう。
【０００５】
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、ディスコネクト機能付きディファレンシャル装置におけるギヤノイズを広い車速領域で抑制できる四輪駆動車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の要旨とするところは、ドライブピニオンと、前記ドライブピニオンに噛み合うリングギヤと、デフケースとスリーブの回転軸線方向の移動によって前記リングギヤ及び前記デフケースの間の動力伝達を断接する断接クラッチとを有し前記ドライブピニオンに伝達されたトルクを一対の副駆動輪に分配するディスコネクト機能付きディファレンシャル装置と、動力源からのトルクを前記ドライブピニオンに伝達するとともに、電子制御装置によって前記ドライブピニオンに伝達される伝達トルクを制御することが可能な電子制御カップリング装置と、を備えた四輪駆動車両であって、（ａ）前記電子制御カップリング装置は、それぞれの係合トルクを独立して制御することが可能であり且つ前記それぞれの係合トルクに応じて前記動力源からのトルクを前記ドライブピニオンに伝達する第１クラッチ及び第２クラッチを有するとともに、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチは、前記ドライブピニオンに前記動力源からのトルクを伝達する伝達位置が該ドライブピニオンの回転軸線方向において異なるように構成され、（ｂ）前記電子制御装置は、前記ドライブピニオンの捩り共振周波数が前記ドライブピニオンと前記リングギヤとの噛み合い周波数と同じになるように前記第１クラッチ及び前記第２クラッチの係合トルクを、車速に基づいて制御することにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、（ａ）前記電子制御カップリング装置は、それぞれの係合トルクを独立して制御することが可能であり且つ前記それぞれの係合トルクに応じて前記動力源からのトルクを前記ドライブピニオンに伝達する第１クラッチ及び第２クラッチを有するとともに、前記第１クラッチ及び前記第２クラッチは、前記ドライブピニオンに前記動力源からのトルクを伝達する伝達位置が該ドライブピニオンの回転軸線方向において異なるように構成され、（ｂ）前記電子制御装置は、前記ドライブピニオンの捩り共振周波数が前記ドライブピニオンと前記リングギヤとの噛み合い周波数と同じになるように前記第１クラッチ及び前記第２クラッチの係合トルクを、車速に基づいて制御する。噛み合い点動剛性は、ドライブピニオン側のコンプライアンスとリングギヤ側のコンプライアンスとで定まり、これらのコンプライアンスが大きいほど噛み合い点動剛性が低くなり、ギヤノイズが小さくなる。本発明の構成では、車速に基づいてドライブピニオンの捩り共振周波数が変化させられ、その捩り共振周波数がドライブピニオンとリングギヤとの噛み合い周波数と同じになるようにされてドライブピニオン側のコンプライアンスが大きくされる。これにより、車速とともに変化する噛み合い周波数におけるドライブピニオン側のコンプライアンスが大きくされてギヤノイズが広い車速領域で抑制される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係る四輪駆動車両の構成を概略的に説明する骨子図であるとともに、電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック図である。
【図２】図１に示すドライブピニオン及びリングギヤの噛み合い点動剛性と噛み合い点におけるコンプライアンスとの関係を示す図であり、上段は噛み合い点におけるドライブピニオン側のコンプライアンス及びリングギヤ側のコンプライアンスの周波数特性を示し、下段は噛み合い点動剛性の周波数特性を示すものである。
【図３】図１に示すリヤデフユニットの振動発生レベルの悪化条件を説明する図であり、上段は車速と噛合伝達誤差に起因して発生する振動の周波数との関係を示し、下段は噛み合い点動剛性の周波数特性を示すものである。
【図４】図１に示す電子制御カップリング装置の構成の断面図である。
【図５】図４に示す電子制御カップリング装置における第１クラッチ及び第２クラッチの係合トルク割合と、その係合トルク割合に応じたドライブピニオン側のコンプライアンスの周波数特性の変化と、についての例示である。
【図６】図１に示す電子制御装置の制御作動を説明するフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明の実施例に係る四輪駆動車両１０（以下、「車両１０」と記すことがある。）の構成を概略的に説明する骨子図であるとともに、電子制御装置１００の制御機能の要部を説明する機能ブロック図である。車両１０は、エンジン１２、一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒ（以下、特に区別しない場合には「前輪１４」という。）、一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒ（以下、特に区別しない場合には「後輪１６」という。）、エンジン１２の動力を前輪１４に伝達する第１の動力伝達経路、エンジン１２の動力を後輪１６に伝達する第２の動力伝達経路などを備える。
【００１１】
エンジン１２は、例えばガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関であって、動力（以下、特に区別しない場合には「トルク」も同義である。）を発生する動力源である。なお、エンジン１２は、本発明における「動力源」に相当する。前輪１４は、二輪駆動状態（２ＷＤ状態）及び四輪駆動状態（４ＷＤ状態）のいずれでも駆動輪となる主駆動輪である。後輪１６は、２ＷＤ状態の場合に従動輪となり且つ４ＷＤ状態の場合に第２の動力伝達経路を介してエンジン１２から動力が伝達される駆動輪となる、本発明における「副駆動輪」に相当する。したがって、車両１０は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車ベースの四輪駆動車両である。
【００１２】
第１の動力伝達経路は、変速機１８、フロントデフ２０、及び一対の前輪車軸２２Ｌ、２２Ｒ（以下、特に区別しない場合には「前輪車軸２２」という。）を備える。第２の動力伝達経路は、変速機１８、エンジン１２の動力の一部を後輪１６へ分配する前後輪動力分配装置であるトランスファ２６、ドリブンピニオン４４、トランスファ２６にて分配されたエンジン１２からの動力を後輪１６へ伝達するプロペラシャフト２８、電子制御カップリング装置２００、ドライブピニオン５０、リヤデフユニット３０、及び一対の後輪車軸６２Ｌ、６２Ｒ（以下、特に区別しない場合には「後輪車軸６２」という。）を備える。
【００１３】
変速機１８は、エンジン１２と前輪１４との間の第１の動力伝達経路及びエンジン１２と後輪１６との間の第２の動力伝達経路のうちの共通する動力伝達経路の一部を構成し、エンジン１２の動力を前輪１４側や後輪１６側へ伝達する。変速機１８は、例えば周知の遊星歯車式多段変速機、無段変速機、或いは同期噛合型平行２軸式変速機などである。
【００１４】
フロントデフ２０は、周知のディファレンシャルギヤである。フロントデフ２０には、変速機１８からエンジン１２の動力が伝達される。フロントデフ２０の第１デフケース２０ｃには、後述する外周嵌合歯３６とスプライン嵌合される内周嵌合歯３８が形成されている。フロントデフ２０は、第１回転軸線Ｃ１で回転する一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒのそれぞれに連結された一対の前輪車軸２２Ｌ、２２Ｒに適宜差回転を与えつつ動力を伝達する。
【００１５】
トランスファ２６は、第１回転軸線Ｃ１方向にフロントデフ２０と並んで設けられ、フロントデフ２０に連結されている。トランスファ２６は、第１回転軸線Ｃ１と同心である第１回転部材３４、第２回転部材４０、及び噛合クラッチ２４を含む。
【００１６】
第１回転部材３４は、略円筒形状であり、その内周側を前輪車軸２２Ｒが貫通している。第１回転部材３４の第１回転軸線Ｃ１方向の一方には、外周嵌合歯３６が形成されている。外周嵌合歯３６が内周嵌合歯３８とスプライン嵌合されることで、第１回転部材３４はフロントデフ２０の第１デフケース２０ｃと一体的に回転する。第１回転部材３４の第１回転軸線Ｃ１方向の他方には、噛合クラッチ２４の一部を構成するクラッチ歯４２が形成されている。
【００１７】
第２回転部材４０は、略円筒形状であり、その内周側を前輪車軸２２Ｒ及び第１回転部材３４が貫通している。第２回転部材４０の第１回転軸線Ｃ１方向の一方には、後輪１６側にエンジン１２の動力を伝達するための、ドリブンピニオン４４と噛み合う歯車部４０ｒが形成されている。第２回転部材４０の第１回転軸線Ｃ１方向の他方には、噛合クラッチ２４の一部を構成するクラッチ歯４６が形成されている。歯車部４０ｒと噛み合うドリブンピニオン４４は、プロペラシャフト２８に接続されている。
【００１８】
噛合クラッチ２４は、第１回転部材３４と第２回転部材４０との間を選択的に断接する噛合クラッチである。噛合クラッチ２４は、クラッチ歯４２、クラッチ歯４６、可動スリーブ５４、及びアクチュエータ５６を含む。可動スリーブ５４は、略円筒形状であり、可動スリーブ５４の内周側には、クラッチ歯４２及びクラッチ歯４６と噛合可能な内周歯５２が形成されている。可動スリーブ５４は、例えば電子制御装置１００により電気的（電磁的）に制御可能なアクチュエータ５６によって第１回転軸線Ｃ１方向に移動させられる。また、噛合クラッチ２４は、可動スリーブ５４の内周歯５２を第２回転部材４０のクラッチ歯４６に噛み合わせるのに先立って第１回転部材３４の回転と第２回転部材４０の回転とを同期させる同期装置（シンクロメッシュ機構）９６を備える。
【００１９】
図１は、噛合クラッチ２４が解放された状態を示している。この状態では、第１回転部材３４と第２回転部材４０とが切断されているので、後輪１６にはエンジン１２の動力が伝達されない。一方、可動スリーブ５４が移動させられてクラッチ歯４２及びクラッチ歯４６が共に内周歯５２と噛み合うと、噛合クラッチ２４が係合され、第１回転部材３４と第２回転部材４０とが接続された状態となる。この状態では、第１回転部材３４が回転すると、第２回転部材４０、ドリブンピニオン４４、及びプロペラシャフト２８が連れ回される。
【００２０】
電子制御カップリング装置２００は、プロペラシャフト２８とリヤデフユニット３０との間に設けられている。電子制御カップリング装置２００は、プロペラシャフト２８に連結されている一方の回転要素である回転部材４８と、他方の回転要素であるドライブピニオン５０と、の間でトルク伝達を行う。電子制御カップリング装置２００の伝達トルク（締結トルクともいう）が制御されることにより、回転部材４８からドライブピニオン５０へ伝達されるトルク又はドライブピニオン５０から回転部材４８へ伝達されるトルクが調整される。電子制御カップリング装置２００の詳細な構造については後述する。
【００２１】
ドライブピニオン５０における第３回転軸線Ｃ３方向（図４参照）の一方側には、例えば斜歯又はハイポイドギヤが形成された傘歯車である歯車部５０ａが設けられている。ドライブピニオン５０における第３回転軸線Ｃ３方向の他方側には、電子制御カップリング装置２００を介して回転部材４８からエンジン１２の動力が伝達され得る。リングギヤ５８は、略円筒形状であり、第２回転軸線Ｃ２方向の一方には、歯車部５０ａと噛み合う、例えば斜歯又はハイポイドギヤが形成された傘歯車である歯車部５８ａが設けられている。リングギヤ５８には、歯車部５８ａの内周部から一体に後輪１６Ｌ側に円筒状に突出する円筒部５８ｂが形成されている。リングギヤ５８には、円筒部５８ｂの内周側に内周噛合歯５８ｃが一体に形成されている。
【００２２】
リヤデフユニット３０は、電子制御カップリング装置２００と第２回転軸線Ｃ２で回転する一対の後輪車軸６２との間に設けられている。リヤデフユニット３０は、後述の４ＷＤ状態においてエンジン１２から第２デフケース６０に伝達された動力を一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒへ差回転を許容しつつ分配する差動歯車装置６４と、リングギヤ５８と第２デフケース６０との間の動力伝達経路を選択的に断接するための噛合クラッチ３２と、を備える。リングギヤ５８、第２デフケース６０を含む差動歯車装置６４、及び噛合クラッチ３２は、第２回転軸線Ｃ２まわりに回転可能に構成されている。なお、差動歯車装置６４は、周知のディファレンシャルギヤである。第２デフケース６０は、本発明における「デフケース」に相当する。
【００２３】
車両１０では、例えば噛合クラッチ２４、電子制御カップリング装置２００、及び噛合クラッチ３２が共に係合されると、後輪１６にも電子制御カップリング装置２００の伝達トルクに応じた動力が伝達される。これにより、車両１０は、前輪１４及び後輪１６のいずれにもエンジン１２の動力が伝達される４ＷＤ状態となる。
【００２４】
車両１０では、例えば噛合クラッチ２４及び噛合クラッチ３２が共に解放されると、第１回転部材３４と第２回転部材４０との連結が切断されると共にリングギヤ５８と差動歯車装置６４との連結が切断される。これにより、車両１０は、後輪１６には動力が伝達されず前輪１４のみにエンジン１２の動力が伝達される２ＷＤ状態となる。噛合クラッチ２４及び噛合クラッチ３２が共に解放されることで、第２回転部材４０、ドリブンピニオン４４、プロペラシャフト２８、ドライブピニオン５０、及びリングギヤ５８が連れ回される引き摺りがなくなる分だけ燃費が向上する。
【００２５】
第２デフケース６０は、一対のサイドギヤ６６及び一対のピニオン６８をそれぞれ回転可能に収容するケース本体６０ａと、ケース本体６０ａから第２回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｌ側へ円筒状に突出した第１突部６０ｂと、ケース本体６０ａから第２回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｒ側へ円筒状に突出した第２突部６０ｃと、第１突部６０ｂの内周側に一体に形成された内周噛合歯６０ｄと、を一体的に備える。第２デフケース６０では、第１突部６０ｂとリングギヤ５８の歯車部５８ａとの間に第１軸受７２が配設され、且つ、第２突部６０ｃと非回転部材であるユニットケース７０との間に第２軸受７４が配設されている。これによって、第２デフケース６０は、リングギヤ５８と同心に第２回転軸線Ｃ２まわりに回転可能に支持される。
【００２６】
噛合クラッチ３２は、リングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃと、第２デフケース６０の内周噛合歯６０ｄと、内周噛合歯５８ｃ及び内周噛合歯６０ｄに噛み合う可動スリーブ７６と、アクチュエータ８０と、を含む。可動スリーブ７６は、第２デフケース６０の第１突部６０ｂの内周側において第２回転軸線Ｃ２方向に移動可能に設けられている。可動スリーブ７６には、第２回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｌ側の外周面に形成された外周噛合歯７６ａと、第２回転軸線Ｃ２方向の後輪１６Ｒ側の外周面に形成された外周噛合歯７６ｂと、可動スリーブ７６の後輪１６Ｌ側の内周面に形成された内周噛合歯７６ｃと、が設けられている。可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａがリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃと噛合可能とされ、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ｂが第２デフケース６０の内周噛合歯６０ｄと常時噛み合わされ、可動スリーブ７６の内周噛合歯７６ｃが後述の円筒部材９０の外周噛合歯９０ａと常時噛み合わされている。
【００２７】
噛合クラッチ３２は、リングギヤ５８に一体に形成された内周噛合歯５８ｃと可動スリーブ７６に一体に形成された外周噛合歯７６ａとが係合する（噛み合う）ことによって、エンジン１２からリングギヤ５８に伝達された動力が後輪１６に出力されるようになっている。
【００２８】
アクチュエータ８０は、推力伝達機構７８を介して可動スリーブ７６を駆動させる。アクチュエータ８０は、コネクト位置（係合位置）とディスコネクト位置（解放位置）との間で可動スリーブ７６を移動させる。推力伝達機構７８は、ボールカム８２と、ラチェット機構８８と、スプリング８６と、を備える周知の構成である。なお、コネクト位置は、可動スリーブ７６が第２回転軸線Ｃ２方向において後輪１６Ｌ側に移動し、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａがリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃと係合する係合位置（すなわち噛み合う位置）である。コネクト位置では、リングギヤ５８と第２デフケース６０との相対回転が不能となる。また、ディスコネクト位置は、可動スリーブ７６が第２回転軸線Ｃ２方向において後輪１６Ｒ側に移動し、可動スリーブ７６の外周噛合歯７６ａがリングギヤ５８の内周噛合歯５８ｃと係合しない解放位置（すなわち噛み合わない位置）である。ディスコネクト位置では、リングギヤ５８と第２デフケース６０との相対回転が可能となる。なお、可動スリーブ７６は、本発明における「スリーブ」に相当し、第２回転軸線Ｃ２は、本発明における「スリーブの回転軸線」に相当する。噛合クラッチ３２が、本発明における「断接クラッチ」に相当し、「ディスコネクト機能」を担っている。噛合クラッチ３２を備えるリヤデフユニット３０は、本発明における「ディスコネクト機能付きディファレンシャル装置」に相当する。図１において、第２回転軸線Ｃ２より上側は噛合クラッチ３２が解放された状態（可動スリーブ７６がディスコネクト位置）を示し、第２回転軸線Ｃ２より下側は噛合クラッチ３２が係合された状態（可動スリーブ７６がコネクト位置）を示している。
【００２９】
円筒部材９０は、推力伝達機構７８及び可動スリーブ７６と後輪車軸６２Ｌの一部との間に配設された円筒形状の部材である。円筒部材９０には、前述のように可動スリーブ７６の内周噛合歯７６ｃと常時噛み合う外周噛合歯９０ａが設けられている。円筒部材９０の後輪１６Ｌ側の端部とユニットケース７０との間には、第３軸受９２が配設されており、円筒部材９０は、第３軸受９２を介してユニットケース７０により第２回転軸線Ｃ２まわりに回転可能に支持されている。
【００３０】
電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。
【００３１】
電子制御装置１００には、一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒ及び一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒのそれぞれに設けられた車輪速センサ９８で検出された左前輪車輪速Ｎｗｆｌ［ｋｍ／ｈ］、右前輪車輪速Ｎｗｆｒ［ｋｍ／ｈ］、左後輪車輪速Ｎｗｒｌ［ｋｍ／ｈ］、及び右後輪車輪速Ｎｗｒｒ［ｋｍ／ｈ］（以下、特に区別しない場合には「車輪速Ｎｗ［ｋｍ／ｈ］」という。）が入力される。電子制御装置１００からは、電子制御カップリング装置２００の係合トルクを制御するトルク制御信号Ｓｔｒｑが出力される。
【００３２】
ところで、下式（１）は、リヤデフユニット３０でのギヤノイズＮ［ｄＢ］（振動、音圧）の関係を示す公知の式である。ここで、Ｎはギヤノイズ（振動、音圧）の大きさを示し、ＴＥはドライブピニオン５０が一定速度で回転した場合のリングギヤ５８の微小な回転変位量に相当する噛合伝達誤差を示し、φ１［ｄＢ］はドライブピニオン５０側のコンプライアンスを示し、φ２［ｄＢ］はリングギヤ５８側のコンプライアンスを示し、ＴＦは伝達関数（伝達感度）を示している。リヤデフユニット３０におけるギヤノイズＮは、ドライブピニオン５０とリングギヤ５８との噛み合い点（平均位置、中心位置）Ｐ０（図４参照）における噛合伝達誤差ＴＥが起振力となり、振動レベルが悪化する。
Ｎ＝ＴＥ×｛１／（φ１＋φ２）｝×ＴＦ・・・・（１）
【００３３】
噛合伝達誤差ＴＥは、ドライブピニオン５０及びリングギヤ５８の歯面に形成される微小な形状誤差に起因して生じる回転変位量であり、噛合伝達誤差ＴＥが大きくなるに従ってギヤノイズＮが大きくなる。コンプライアンスφ１とコンプライアンスφ２との和の逆数が噛み合い点動剛性ＫＤ［ｄＢ］｛＝１／（φ１＋φ２）｝に対応し、噛合伝達誤差ＴＥと噛み合い点動剛性ＫＤとの積でギヤノイズＮの強制力が求められ、この強制力と伝達関数ＴＦとの積でギヤノイズＮが求められる。噛み合い点動剛性ＫＤは、ドライブピニオン５０側のコンプライアンスφ１とリングギヤ５８側のコンプライアンスφ２とで定まり、これらコンプライアンスφ１、φ２が大きいほど、噛み合い点動剛性ＫＤが低くなりギヤノイズＮが小さくなる。
【００３４】
図２は、図１に示すドライブピニオン５０及びリングギヤ５８の噛み合い点動剛性ＫＤと噛み合い点Ｐ０におけるコンプライアンスφ１、φ２との関係を示す図であり、上段は噛み合い点Ｐ０におけるドライブピニオン５０側のコンプライアンスφ１及びリングギヤ５８側のコンプライアンスφ２の周波数特性を示し、下段は噛み合い点動剛性ＫＤの周波数特性を示すものである。また、図３は、図１に示すリヤデフユニット３０の振動発生レベルの悪化条件を説明する図であり、上段は車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］と噛合伝達誤差ＴＥに起因して発生する振動の周波数（噛み合い周波数ｆｅｎｇ［Ｈｚ］）との関係を示し、下段は噛み合い点動剛性ＫＤの周波数特性を示すものである。図２及び図３は、本発明が適用されない場合、すなわち電子制御カップリング装置２００の回転部材４８からドライブピニオン５０へトルクを伝達する伝達位置が変更されない場合におけるリヤデフユニット３０でのギヤノイズＮの悪化について説明するための周波数特性の例示である。
【００３５】
本明細書において、コンプライアンスφ１、φ２、或いは噛み合い点動剛性ＫＤの周波数特性において、それぞれの値がその近傍で最大となる周波数、すなわちグラフで表せば山になる周波数のことを極大周波数（すなわち、ピーク周波数）といい、それぞれの値がその近傍で最小となる周波数、すなわちグラフで表せば谷になる周波数のことを極小周波数ということとする。
【００３６】
図２の上段に示すように、コンプライアンスφ１の周波数特性では、ドライブピニオン５０の捩り共振周波数１０００［Ｈｚ］においてピーク周波数Ａを有する。後述するようにピーク周波数Ａは、ドライブピニオン５０及びリングギヤ５８の噛み合い点Ｐ０と、回転部材４８及びドライブピニオン５０の係合点（平均位置、中心位置）と、のドライブピニオン５０の第３回転軸線Ｃ３方向における距離Ｌ［ｍ］によって定まる。この距離Ｌが長いほど、ドライブピニオン５０の捩り共振周波数、すなわちピーク周波数Ａは低くなる。
【００３７】
図２の上段に示すように、コンプライアンスφ２の周波数特性では、１２０［Ｈｚ］においてピーク周波数Ｂ１を有し、５００［Ｈｚ］においてピーク周波数Ｂ２を有する。ピーク周波数Ｂ１及びピーク周波数Ｂ２は、トルク入力点、部品形状、支持点等で決まる。ピーク周波数Ｂ１は、後輪車軸６２の捩れによるものであり、ピーク周波数Ｂ２は、リングギヤ５８の捩れによるものである。このピーク周波数Ｂ２の存在は、可動スリーブ７６により断接する噛合クラッチ３２（所謂スリーブスプライン構造）が採用されたディスコネクト機能が差動歯車装置６４に付加されたことによる。ピーク周波数Ｂ１及びピーク周波数Ｂ２において、コンプライアンスφ２はコンプライアンスφ１よりも大きい。ピーク周波数Ｂ１とピーク周波数Ｂ２との間において、コンプライアンスφ２はコンプライアンスφ１よりも小さくなる極小周波数Ｂ３を有する。ピーク周波数Ｂ２よりも高い周波数領域において、コンプライアンスφ２はコンプライアンスφ１よりも小さくなる極小周波数Ｂ４を有する。このため、ピーク周波数Ｂ１と極小周波数Ｂ３との間においてコンプライアンスφ１とコンプライアンスφ２とが交差する周波数（３００［Ｈｚ］）及びピーク周波数Ｂ２と極小周波数Ｂ４との間においてコンプライアンスφ１とコンプライアンスφ２とが交差する周波数（６００［Ｈｚ］）で、噛み合い点動剛性ＫＤはピーク周波数を有する。
【００３８】
図３の上段において、横軸は噛み合い一次の周波数（噛み合い周波数ｆｅｎｇ）であり、縦軸は車両１０の車速Ｖである。各車速ＶにおけるギヤノイズＮの周波数特性を実験的に検出した結果が破線にて示されている。図に示すように車速Ｖに応じて特定の周波数（噛み合い一次の周波数）で、ドライブライン（動力伝達系、動力伝達経路）の振動が大きくなっている、すなわちギヤノイズＮが大きくなっている。この振動が大きくなっている噛み合い一次の周波数（噛み合い周波数ｆｅｎｇ）は、車速Ｖの一次関数となっている。このように、噛み合い周波数ｆｅｎｇは、車速Ｖに応じて線形に変化する。ここで、噛み合い周波数ｆｅｎｇと、前述した噛み合い点動剛性ＫＤの周波数特性（図３の下段）におけるピーク周波数Ａと、が一致すると、ギヤノイズＮが悪化して大きくなり運転者が不快と感じ易くなる。
【００３９】
図４は、図１に示す電子制御カップリング装置２００の構成の断面図である。電子制御カップリング装置２００は、例えば湿式多板クラッチで構成される。電子制御カップリング装置２００は第３回転軸線Ｃ３に対して略対称であるため、図４では第３回転軸線Ｃ３に対して右半分が一部省略して図示されている。なお、第３回転軸線Ｃ３は、本発明における「ドライブピニオンの回転軸線」に相当する。
【００４０】
回転部材４８は、第３回転軸線Ｃ３を中心とする円筒部４８ａと、その円筒部４８ａの一方の開口を閉じる円盤部４８ｂと、を備える。つまり、回転部材４８の円筒部４８ａの開口について、一方は円盤部４８ｂにより閉じられ、他方は開口部として開かれている。円盤部４８ｂは、ユニバーサルジョイントを介してプロペラシャフト２８に連結されている。ドライブピニオン５０は、歯車部５０ａ、軸部５０ｂ、及び軸部５０ｂの外周に設けられた外周噛合歯５０ｃを備える。回転部材４８及びドライブピニオン５０は、第３回転軸線Ｃ３まわりにそれぞれ回転可能である。
【００４１】
ドライブピニオン５０の軸部５０ｂの一部は、回転部材４８の円筒部４８ａの開口部から円筒部４８ａの第３回転軸線Ｃ３の径方向内方に挿入され、その挿入された軸部５０ｂの外周に第３回転軸線Ｃ３方向に長手状の外周噛合歯５０ｃが周方向に所定の間隔で複数本設けられている。円筒部４８ａの径方向内方において、第３回転軸線Ｃ３方向の円盤部４８ｂ側には円筒状の第１円筒部材２１０が軸部５０ｂの径方向外周側に配設され、第３回転軸線Ｃ３方向の開口部側には円筒状の第２円筒部材２１４が軸部５０ｂの径方向外周側に配設されている。第１円筒部材２１０の内周側には、外周噛合歯５０ｃに噛み合う内周噛合歯２１０ａが設けられ、第２円筒部材２１４の内周側には、外周噛合歯５０ｃに噛み合う内周噛合歯２１４ａが設けられている。
【００４２】
第１円筒部材２１０の外周面と円筒部４８ａの内周面との間には、第１クラッチ２２０が配設されている。第１クラッチ２２０は、円環形状の多数のクラッチプレート２２２ａ及びクラッチプレート２２２ｂを備える。クラッチプレート２２２ａ及びクラッチプレート２２２ｂは、第３回転軸線Ｃ３方向において交互に複数枚ずつ設けられている。クラッチプレート２２２ａは、円筒部４８ａの内周面に第３回転軸線Ｃ３方向に移動可能且つ相対回転不能に噛み合わされている。一方、クラッチプレート２２２ｂは、第１円筒部材２１０の外周面に第３回転軸線Ｃ３方向に移動可能且つ相対回転不能に噛み合わされている。
【００４３】
第２円筒部材２１４の外周面と円筒部４８ａの内周面との間には、第２クラッチ２２４が配設されている。第２クラッチ２２４は、円環形状の多数のクラッチプレート２２６ａ及びクラッチプレート２２６ｂを備える。クラッチプレート２２６ａ及びクラッチプレート２２６ｂは、第３回転軸線Ｃ３方向において交互に複数枚ずつ設けられている。クラッチプレート２２６ａは、円筒部４８ａの内周面に第３回転軸線Ｃ３方向に移動可能且つ相対回転不能に噛み合わされている。一方、クラッチプレート２２６ｂは、第２円筒部材２１４の外周面に第３回転軸線Ｃ３方向に移動可能且つ相対回転不能に噛み合わされている。円環形状の多数のクラッチプレート２２６ｂは、第２円筒部材２１４の外周面と円環状の多数のクラッチプレート２２６ａの内周面との間において、周方向に所定の間隔毎に第３回転軸線Ｃ３方向に貫通する複数の貫通穴を備える。
【００４４】
第１ピストン２３０は、クラッチプレート２２２ａ及びクラッチプレート２２２ｂと後述の第１連結部２５０との間においてクラッチプレート２２６ｂを貫通して配設されている。第１ピストン２３０の一部には、クラッチプレート２２６ｂに設けられた複数の貫通穴を挿通した突出部が設けられ、その突出部の先端がクラッチプレート２２２ａ及びクラッチプレート２２２ｂを押圧可能とされている。第１ピストン２３０は、第１円筒部材２１０、第２円筒部材２１４、及びドライブピニオン５０と相対回転不能に回転する。
【００４５】
第２ピストン２３４は、クラッチプレート２２６ａ及びクラッチプレート２２６ｂと後述の第２連結部２５４との間に配設されている。第２ピストン２３４の一部には、複数の突出部が設けられ、その突出部の先端がクラッチプレート２２６ａ及びクラッチプレート２２６ｂを押圧可能とされている。
【００４６】
第１連結部２５０は、第１ピストン２３０の第１連結部２５０側の部分と第１アクチュエータ２４０とを相対回転可能に連結するとともに、第１アクチュエータ２４０の出力を第１ピストン２３０に伝達可能とする。第２連結部２５４は、第２ピストン２３４の第２連結部２５４側の部分と第２アクチュエータ２４４とを相対回転可能に連結するとともに、第２アクチュエータ２４４の出力を第２ピストン２３４に伝達可能とする。
【００４７】
クラッチプレート２２２ａ及びクラッチプレート２２２ｂが、第１アクチュエータ２４０で駆動された第１ピストン２３０によって押圧され、円筒部４８ａの内周側に設けられたストッパとの間で挟圧されて互いに摩擦係合させられることにより、回転部材４８とドライブピニオン５０とが第１円筒部材２１０を介して動力伝達可能に係合される。また、クラッチプレート２２６ａ及びクラッチプレート２２６ｂが、第２アクチュエータ２４４で駆動された第２ピストン２３４によって押圧され、円筒部４８ａの内周側に設けられたストッパとの間で挟圧されて互いに摩擦係合させられることにより、回転部材４８とドライブピニオン５０とが第２円筒部材２１４を介して動力伝達可能に係合される。
【００４８】
第１アクチュエータ２４０及び第２アクチュエータ２４４がそれぞれ電子制御装置１００により制御されることにより、第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４の係合トルクはそれぞれ独立して制御される。第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４の係合トルクに応じてエンジン１２からドライブピニオン５０に伝達される伝達トルクが制御される。
【００４９】
ここで、ドライブピニオン５０の歯車部５０ａとリングギヤ５８の歯車部５８ａとの噛み合い点（平均位置、中心位置）をＰ０とし、第１円筒部材２１０の内周噛合歯２１０ａとドライブピニオン５０の軸部５０ｂに設けられた外周噛合歯５０ｃとの係合点（平均位置、中心位置）をＰ１とし、第２円筒部材２１４の内周噛合歯２１４ａとドライブピニオン５０の軸部５０ｂに設けられた外周噛合歯５０ｃとの係合点（平均位置、中心位置）をＰ２とする。第３回転軸線Ｃ３方向において、噛み合い点Ｐ０から係合点Ｐ１までの距離Ｌ１［ｍ］は、噛み合い点Ｐ０から係合点Ｐ２までの距離Ｌ２［ｍ］よりも長い。このように、第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４は、ドライブピニオン５０にエンジン１２からのトルクを伝達する伝達位置（係合点Ｐ１及び係合点Ｐ２）がドライブピニオン５０の第３回転軸線Ｃ３方向において異なるように構成されている。
【００５０】
これにより、第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４のそれぞれの係合トルク割合を変更することで、噛み合い点Ｐ０と回転部材４８からドライブピニオン５０の軸部５０ｂへの係合点（平均位置、中心位置）との間の第３回転軸線Ｃ３方向における実効距離Ｌｅｆｆ［ｍ］を距離Ｌ１から距離Ｌ２までの範囲内で変更することが可能となる。すなわち、第３回転軸線Ｃ３方向において、回転部材４８からドライブピニオン５０へトルクを伝達する伝達位置が変更可能とされている。なお、実効距離Ｌｅｆｆは、電子制御カップリング装置２００を等価的に単一のクラッチの係合により回転部材４８からドライブピニオン５０へトルク伝達が行われたとした場合における、噛み合い点Ｐ０と、単一のクラッチの係合による回転部材４８及びドライブピニオン５０の係合点（平均位置、中心位置）と、の第３回転軸線Ｃ３方向における距離Ｌのことである。この実効距離Ｌｅｆｆにより、ピーク周波数Ａが定まる。
【００５１】
前述したように、コンプライアンスφ１及びコンプライアンスφ２が大きいほど、噛み合い点動剛性ＫＤが低くなりギヤノイズＮも小さくなる。コンプライアンスφ１は、ドライブピニオン５０の捩り共振によるピーク周波数Ａが支配的であり、前述の実効距離Ｌｅｆｆが長いほど捩り共振であるピーク周波数Ａは低くなる。
【００５２】
図５は、図４に示す電子制御カップリング装置２００における第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４の係合トルク割合と、その係合トルク割合に応じたドライブピニオン５０側のコンプライアンスφ１の周波数特性の変化と、についての例示である。なお、リングギヤ５８側のコンプライアンスφ２の周波数特性は、前述の図２の上段に示したものと同じである。
【００５３】
電子制御カップリング装置２００では、第１アクチュエータ２４０及び第２アクチュエータ２４４によりそれぞれ第１ピストン２３０及び第２ピストン２３４を押す力が制御されることで、第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４の係合トルク割合が変化させられる。
【００５４】
図５の上段に示すように、車速Ｖが６０［ｋｍ／ｈ］の場合には、噛み合い周波数ｆｅｎｇが３００［Ｈｚ］であり、第１クラッチ２２０の係合トルク割合が１００％、第２クラッチ２２４の係合トルク割合が０％である。車速Ｖが９０［ｋｍ／ｈ］の場合には、噛み合い周波数ｆｅｎｇが４５０［Ｈｚ］であり、第１クラッチ２２０の係合トルク割合が５０％、第２クラッチ２２４の係合トルク割合が５０％である。車速Ｖが１２０［ｋｍ／ｈ］の場合には、噛み合い周波数ｆｅｎｇが６００［Ｈｚ］であり、第１クラッチ２２０の係合トルク割合が０％、第２クラッチ２２４の係合トルク割合が１００％である。
【００５５】
第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４の係合トルク割合が変化した場合、前述の実効距離Ｌｅｆｆが変化するため、その係合トルク割合に応じてコンプライアンスφ１の周波数特性が変化する。図５の下段に示すように、車速Ｖが６０［ｋｍ／ｈ］の場合には、ピーク周波数Ａは、車速Ｖが６０［ｋｍ／ｈ］における噛み合い周波数ｆｅｎｇと同じ３００［Ｈｚ］とされている。車速Ｖが９０［ｋｍ／ｈ］の場合には、ピーク周波数Ａは、車速Ｖが９０［ｋｍ／ｈ］における噛み合い周波数ｆｅｎｇと同じ４５０［Ｈｚ］とされている。車速Ｖが１２０［ｋｍ／ｈ］の場合には、ピーク周波数Ａは、車速Ｖが１２０［ｋｍ／ｈ］における噛み合い周波数ｆｅｎｇと同じ６００［Ｈｚ］とされている。このように、車速Ｖに対して、ドライブピニオン５０の捩り共振によるピーク周波数Ａは、その車速Ｖにおける噛み合い周波数ｆｅｎｇと同じになるように変化させられる。
【００５６】
車速Ｖに応じて第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４の係合トルク割合が変化させられることで、ドライブピニオン５０の捩り共振によるピーク周波数Ａが変化させられる。すなわち、回転部材４８からドライブピニオン５０へトルクが伝達される伝達位置が変更されることで、ドライブピニオン５０の捩り剛性が変化させられてドライブピニオン５０側のコンプライアンスφ１のピーク周波数Ａが変化させられる。
【００５７】
車速Ｖの場合においては、噛合伝達誤差ＴＥに起因して発生する振動の周波数である噛み合い周波数ｆｅｎｇのときにギヤノイズＮが大きくなりやすい。しかし、図５に示すように車速Ｖにおける噛み合い周波数ｆｅｎｇのときには、ドライブピニオン５０の捩り共振によりコンプライアンスφ１が大きくされて噛み合い点動剛性ＫＤが低くされるため、ギヤノイズＮが大きくなることが抑制される。
【００５８】
図１に戻り、電子制御装置１００の制御機能の要部を以下に説明する。電子制御装置１００は、車速算出部１００ａ、係合トルク算出部１００ｂ、及び伝達トルク制御部１００ｃを機能的に備える。
【００５９】
車速算出部１００ａは、車両１０の車速Ｖを算出する。例えば、車速算出部１００ａは、各車輪速Ｎｗの平均車輪速を車速Ｖとする。
【００６０】
車速Ｖが車速算出部１００ａにより算出されると、係合トルク算出部１００ｂは、第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４の係合トルクを算出する。係合トルク算出部１００ｂは、例えば予め記憶されたマップに基づいて車速Ｖに応じてドライブピニオン５０の捩り共振によるピーク周波数Ａがドライブピニオン５０とリングギヤ５８との噛み合い周波数ｆｅｎｇと同じになるように、第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４のそれぞれの係合トルクを算出する。
【００６１】
第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４のそれぞれの係合トルクが係合トルク算出部１００ｂにより算出されると、伝達トルク制御部１００ｃは、第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４の係合トルクが係合トルク算出部１００ｂにより算出されたそれぞれの係合トルクとなるように第１アクチュエータ２４０及び第２アクチュエータ２４４を制御するトルク制御信号Ｓｔｒｑを出力する。これにより、ドライブピニオン５０の捩り共振周波数（ピーク周波数Ａ）がドライブピニオン５０とリングギヤ５８との噛み合い周波数ｆｅｎｇと同じになるように制御される。
【００６２】
図６は、図１に示す電子制御装置１００の制御作動を説明するフローチャートの一例である。図６のフローチャートは、車両１０が４ＷＤ状態の場合にスタートを繰り返して実行される。
【００６３】
まず、車速算出部１００ａに対応するステップＳ１０において、車両１０の車速Ｖが算出される。そしてステップＳ２０が実行される。
【００６４】
係合トルク算出部１００ｂに対応するステップＳ２０において、第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４のそれぞれの係合トルクが算出される。そしてステップＳ３０が実行される。
【００６５】
伝達トルク制御部１００ｃに対応するステップＳ３０において、第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４の係合トルクがステップＳ２０で算出されたそれぞれの係合トルクとなるように、第１アクチュエータ２４０及び第２アクチュエータ２４４が制御される。そしてリターンとなる。
【００６６】
本実施例の車両１０によれば、電子制御カップリング装置２００は、それぞれの係合トルクを独立して制御することが可能であり且つそれぞれの係合トルクに応じてエンジン１２からのトルクをドライブピニオン５０に伝達する第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４を有する。そして、第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４は、ドライブピニオン５０にエンジン１２からのトルクを伝達する伝達位置（係合点Ｐ１及び係合点Ｐ２）がドライブピニオン５０の第３回転軸線Ｃ３方向において異なるように構成されている。また、電子制御装置１００は、ドライブピニオン５０の捩り共振周波数であるピーク周波数Ａがドライブピニオン５０とリングギヤ５８との噛み合い周波数ｆｅｎｇと同じになるように第１クラッチ２２０及び第２クラッチ２２４の係合トルクを、車速Ｖに基づいて制御する。噛み合い点動剛性ＫＤは、ドライブピニオン５０側のコンプライアンスφ１とリングギヤ５８側のコンプライアンスφ２とで定まり、これらのコンプライアンスφ１、φ２が大きいほど噛み合い点動剛性ＫＤが低くなり、ギヤノイズＮが小さくなる。本実施例の構成では、車速Ｖに基づいてドライブピニオン５０の捩り共振周波数であるピーク周波数Ａが変化させられ、ピーク周波数Ａがドライブピニオン５０とリングギヤ５８との噛み合い周波数ｆｅｎｇと同じになるようにされてドライブピニオン５０側のコンプライアンスφ１が大きくされる。これにより、車速Ｖとともに変化する噛み合い周波数ｆｅｎｇにおけるドライブピニオン５０側のコンプライアンスφ１が大きくされてギヤノイズＮが広い車速領域で抑制される。
【００６７】
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。
【００６８】
前述の実施例では、車両１０はリヤデフユニット３０を備えたＦＦ車ベースの四輪駆動車両であったが、これに限らない。例えば、本発明はＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車ベースの四輪駆動車両やＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）車ベースの四輪駆動車両などにも適用できる。ＦＲ車ベース、ＲＲ車ベースでは、前述のリヤデフユニット３０と同様の構成を有するディスコネクト機能付きディファレンシャル装置が前輪１４側に設けられる。
【００６９】
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。
【符号の説明】
【００７０】
１０：四輪駆動車両
１２：エンジン（動力源）
１６：後輪（副駆動輪）
３０：リヤデフユニット（ディスコネクト機能付きディファレンシャル装置）
３２：噛合クラッチ（断接クラッチ）
５０：ドライブピニオン
５８：リングギヤ
６０：第２デフケース（デフケース）
７６：可動スリーブ（スリーブ）
１００：電子制御装置
２００：電子制御カップリング装置
２２０：第１クラッチ
２２４：第２クラッチ
Ａ：ピーク周波数（捩り共振周波数）
Ｃ２：第２回転軸線（スリーブの回転軸線）
Ｃ３：第３回転軸線（ドライブピニオンの回転軸線）
ｆｅｎｇ：噛み合い周波数
Ｐ１：係合点（伝達位置）
Ｐ２：係合点（伝達位置）
Ｖ：車速
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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