(57)【要約】【課題】車両走行時に慣性に基づいて移動部材に作用する遠心力等の付勢力に拘らず、適当な推力で移動部材を移動させてクラッチを適切に切り換えることができるようにする。【解決手段】車両の横Ｇが判定値α以上の車両旋回時には、その横Ｇに応じてアクチュエータ出力（駆動信号）が補正されるため、その横Ｇにより第１ケージ等の移動部材に作用する遠心力に拘らず、その移動部材を適当な推力で適切に移動させることができる。これにより、遠心力に起因する第１クラッチの切換の遅延や異音の発生が抑制されるとともに、横Ｇに応じて駆動信号が適切に制御されることにより余分な推力の発生が抑制されて省エネルギー化できる。【選択図】図５
2018071709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたクラッチを切り換える際に一定方向へ移動させられる移動部材と、
駆動信号に応じた推力を発生させて前記移動部材を前記一定方向へ移動させる駆動装置と、
前記移動部材を所定の推力で移動させるように前記駆動信号を制御するクラッチ切換制御部と、
を有する車両搭載クラッチの切換装置において、
前記クラッチ切換制御部は、車両走行時に慣性に基づいて前記移動部材に作用する付勢力を相殺して該移動部材を移動させることができるように、該車両走行時の前記一定方向の加速度に応じて前記駆動信号を制御する
ことを特徴とする車両搭載クラッチの切換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両搭載クラッチの切換装置に係り、特に、クラッチを切り換える際に駆動装置によって一定方向へ移動させられる移動部材を有する切換装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) 車両に搭載されたクラッチを切り換える際に一定方向へ移動させられる移動部材と、(b) 駆動信号に応じた推力を発生させて前記移動部材を前記一定方向へ移動させる駆動装置と、(c) 前記移動部材を所定の推力で移動させるように前記駆動信号を制御するクラッチ切換制御部と、を有する車両搭載クラッチの切換装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、ディファレンシャル装置の差動回転をロックするドグクラッチに関するものであり、電磁アクチュエータ（駆動装置）によってクラッチリングやプランジャ等（移動部材）を車幅方向へ移動させることにより、ドグクラッチを噛み合わせるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の切換装置は、駆動装置によって略一定の推力が発生させられるようになっていたため、車両走行時に慣性に基づいて移動部材に作用する付勢力によって駆動装置の出力に過不足が生じ、移動部材の移動が阻害されてクラッチの切換が遅れたり（出力不足）、逆に移動部材の移動が促進されて移動端や部材間の衝突等で異音が発生したり（出力過多）する可能性があった。例えば、特許文献１に記載のように移動部材が車幅方向へ移動させられる場合、車両旋回時に車幅方向加速度（所謂横Ｇ）に起因して移動部材に遠心力（慣性に基づく付勢力）が作用し、その加速度の方向に応じて駆動装置の出力に過不足が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、車両走行時に慣性に基づいて移動部材に作用する遠心力等の付勢力に拘らず、適当な推力で移動部材を移動させてクラッチを適切に切り換えることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明は、(a) 車両に搭載されたクラッチを切り換える際に一定方向へ移動させられる移動部材と、(b) 駆動信号に応じた推力を発生させて前記移動部材を前記一定方向へ移動させる駆動装置と、(c) 前記移動部材を所定の推力で移動させるように前記駆動信号を制御するクラッチ切換制御部と、を有する車両搭載クラッチの切換装置において、(d) 前記クラッチ切換制御部は、車両走行時に慣性に基づいて前記移動部材に作用する付勢力を相殺してその移動部材を移動させることができるように、その車両走行時の前記一定方向の加速度に応じて前記駆動信号を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このような車両搭載クラッチの切換装置においては、車両走行時における一定方向の加速度に応じて駆動信号が制御されるため、その加速度により慣性に基づいて移動部材に作用する付勢力に拘らず、適当な推力で移動部材を適切に移動させることができるようになる。これにより、慣性に起因するクラッチの切換の遅延や異音の発生等が抑制されるとともに、加速度に応じて駆動信号が適切に制御されることにより余分な推力の発生が抑制されて省エネルギー化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が好適に適用される４輪駆動車両の駆動系統の概略構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の４輪駆動車両に設けられたトランスファの具体的構成を説明する断面図である。
【図３】図２に示すトランスファに設けられた第１クラッチ（４ＷＤロック用クラッチ）の切換装置部分を更に拡大して示した断面図である。
【図４】図３に示す切換装置のラチェット機構を説明する図である。
【図５】図１の電子制御装置が機能的に備えているクラッチ切換制御部の作動を説明するフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ３でアクチュエータ出力を補正する際の補正マップの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
車両に搭載されたクラッチは、例えば４ＷＤロック用クラッチやディファレンシャル装置の差動ロック用クラッチ、動力伝達を断接するクラッチなどで、本発明は車両の動力伝達経路等に配設される種々のクラッチの切換装置に適用できる。また、噛合クラッチ（ドグクラッチともいう）に好適に適用されるが、一定方向へ移動させられる移動部材を備えている摩擦クラッチにも適用され得る。車両は、２輪駆動状態と４輪駆動状態とに切り換えることができる４輪駆動車両の他、常時４輪駆動状態の４輪駆動車両、常時２輪駆動状態の２輪駆動車両など、種々の車両に適用され得る。
【００１０】
駆動装置としては、例えば駆動信号として励磁電流が供給されることにより吸引力を発生し、その吸引力に基づいて回転カム機構等を介して推力を発生させる電磁コイルや、駆動信号としてモータ電流が供給されることにより回転トルクを発生し、その回転トルクに基づいてねじ機構等を介して推力を発生させる電動モータ、或いは駆動信号として所定圧の流体が供給されることにより流体圧に応じた推力を発生する流体圧シリングなどが好適に用いられる。電磁コイルの場合、吸引力をそのまま推力として用いて移動部材を移動させることもできる。
【００１１】
クラッチ切換制御部は、例えば移動部材の一定方向の移動が慣性の影響を受ける車両走行状態か否かを判断し、そのような車両走行状態の時には、慣性に基づいて前記移動部材に作用する付勢力を相殺してその移動部材を移動させることができるように、その車両走行時に一定方向（移動部材の移動方向）の加速度に応じて駆動信号を補正する補正部を備えて構成されるが、常に一定方向の加速度に応じて駆動信号を算出するものでも良い。また、一定方向の加速度に応じて連続的に駆動信号を変化させることが望ましいが、加速度に応じて２段階或いは３段階以上の多段階で駆動信号を変化させても良い。すなわち、慣性に基づいて移動部材に作用する付勢力を完全に相殺できる必要はなく、移動部材に作用する付勢力の影響を少しでも軽減できれば良い。
【００１２】
本発明は、例えば(a) 車両に搭載されたクラッチを切り換える際に車幅方向へ移動させられる移動部材と、(b) 駆動信号に応じた推力を発生させて前記移動部材を前記車幅方向へ移動させる駆動装置と、(c) 前記移動部材を所定の推力で移動させるように前記駆動信号を制御するクラッチ切換制御部と、を有する車両搭載クラッチの切換装置において、(d) 前記クラッチ切換制御部は、車両旋回時に前記移動部材に作用する遠心力を相殺して該移動部材を移動させることができるように、該車両旋回時の車幅方向加速度（以下、横Ｇという）に応じて前記駆動信号を制御するように構成される。この横Ｇは、移動部材の移動方向である一定方向の加速度に相当し、遠心力は慣性に基づいて移動部材に作用する付勢力に相当する。この場合、移動部材は車幅方向へ移動させらるように車両に配置されるが、車幅方向の成分を有する方向へ移動させられるものであれば良く、必ずしも厳密に車幅方向へ移動させられるものである必要はない。また、移動部材が車両の前後方向や上下方向へ移動させられる場合にも、車両の加減速時や上下振動時等に慣性の影響を受ける可能性があり、本発明が適用され得る。駆動信号の制御に用いられる一定方向の加速度は、減速の場合も含む。
【実施例】
【００１３】
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。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、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【００１４】
図１は、４輪駆動車両１０の駆動系統の概略構成を説明する骨子図である。図１において、４輪駆動車両１０は、エンジン１２を駆動源とし、エンジン１２の動力を主駆動輪に対応する左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒ（以下、特に区別しない場合には単に前輪１４という）に伝達する第１の動力伝達経路と、エンジン１２の動力を副駆動輪に対応する左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒ（以下、特に区別しない場合には単に後輪１６という）に伝達する第２の動力伝達経路と、を有するＦＦベースの４輪駆動装置を備えている。この４輪駆動車両１０の２輪駆動状態では、エンジン１２から自動変速機１８を介して伝達された駆動力が前輪用駆動力分配ユニット２０および左右の車軸２２Ｌ、２２Ｒを介して左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒへ伝達される。この２輪駆動状態では、少なくともトランスファ２６に設けられた第１クラッチ２４が解放され、プロペラシャフト２８や後輪用駆動力分配ユニット３０等へは駆動力が伝達されない。しかし、４輪駆動状態では、上記２輪駆動状態に加えて、第１クラッチ２４および第２クラッチ３２が共に係合させられることにより、プロペラシャフト２８から後輪用駆動力分配ユニット３０を経て後輪１６へエンジン１２からの駆動力が伝達される。
【００１５】
自動変速機１８は、例えば遊星歯車式の有段変速機や常時噛合型平行軸式の有段変速機、或いはベルト式無段変速機などで構成されている。前輪用駆動力分配ユニット２０は、車幅方向と略平行な第１回転軸線Ｃ１まわりに回転可能に設けられ、自動変速機１８の出力歯車１８ａと噛み合うリングギヤ２０ｒと、リングギヤ２０ｒに固定されたデフケース２０ｃと、を備えている差動歯車機構で、前輪１４の左右の車軸２２Ｌ、２２Ｒの差動回転を許容しつつ、リングギヤ２０ｒに伝達された駆動力を左右の車軸２２Ｌ、２２Ｒへ伝達する。また、上記デフケース２０ｃには、トランスファ２６に設けられた入力軸３４の軸端に形成された第１外周スプライン歯３４ａと嵌合する内周スプライン歯２０ａが形成されており、エンジン１２からデフケース２０ｃを介して左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒへ伝達する駆動力の一部が、入力軸３４を介してトランスファ２６に入力されるようになっている。
【００１６】
左右の後輪１６へ駆動力を分配する後輪用駆動力分配ユニット３０は、プロペラシャフト２８から駆動力が伝達される円筒状の第１回転部材４０と、第２クラッチ３２と、差動歯車装置４２とを備えている。プロペラシャフト２８の一端部には、カップリング３６を介してドライブピニオン３８が連結されるようになっており、第１回転部材４０に設けられたリングギヤ４０ａがドライブピニオン３８と噛み合わされている。カップリング３６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であり、カップリング３６の伝達トルクを制御することにより、前後輪のトルク配分を例えば１００：０〜５０：５０の間で連続的に変更することができる。
【００１７】
第２クラッチ３２は、第１回転部材４０と差動歯車装置４２のデフケース４２ｃとの間を断接するための噛合クラッチである。この第２クラッチ３２は、第１回転部材４０に形成されたクラッチ歯４０ｂと、デフケース４２ｃに形成されたクラッチ歯４２ｄと、それ等のクラッチ歯４０ｂおよび４２ｄと噛合可能な内周歯４４ａが形成されて第２回転軸線Ｃ２方向に移動可能に設けられている断接スリーブ４４とを有し、その断接スリーブ４４が第２アクチュエータ４６によって第２回転軸線Ｃ２方向へ往復移動させられることによって断接される。断接スリーブ４４は、内周歯４４ａがクラッチ歯４０ｂおよび４２ｄの両方に噛み合う噛合位置と、一方のクラッチ歯４０ｂとの噛合が解除される非噛合位置とへ往復移動させられる。第２アクチュエータ４６は、例えば励磁電流が供給されることにより吸引力を発生する電磁コイルや流体圧シリンダなどで、その励磁電流や流体圧等が電子制御装置によって制御されることにより断接スリーブ４４を第２回転軸線Ｃ２方向へ移動させる。また、第２クラッチ３２は、断接スリーブ４４の内周歯４４ａを第１回転部材４０のクラッチ歯４０ｂに噛み合わせるのに先立って第１回転部材４０の回転とデフケース４２ｃの回転とを同期させる同期機構４８を備えている。差動歯車装置４２は、上記第２クラッチ３２を介して入力されるエンジン１２からの駆動力を、後輪１６の左右の車軸４２Ｌ、４２Ｒに差動回転を許容しつつ伝達する。
【００１８】
前記トランスファ２６は、エンジン１２からデフケース２０ｃを介して駆動力の一部が入力される円筒状の入力軸３４と、プロペラシャフト２８の他端部に連結されたドリブンピニオン５０と噛み合う円筒状のリングギヤ５２と、入力軸３４とリングギヤ５２との間を断接する第１クラッチ２４とを備えており、第１クラッチ２４が係合して入力軸３４とリングギヤ５２との間が接続されると、エンジン１２から左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達される駆動力の一部が、プロペラシャフト２８を介して左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒへ出力されるようになる。第１クラッチ２４は、４輪駆動状態に保持する４ＷＤロック用クラッチで、本発明の切換制御対象のクラッチである。
【００１９】
図２は、上記トランスファ２６を具体的に示した断面図で、図３は、トランスファ２６の一部を拡大して示した断面図であり、第１回転軸線Ｃ１よりも上側部分を示した図である。トランスファ２６は、上記円筒状のリングギヤ５２、円筒状の入力軸３４、第１クラッチ２４等を収容するユニットケース５４を備えている。ユニットケース５４には、リングギヤ５２、入力軸３４、第１クラッチ２４等のトランスファ２６の構成部品の大部分を覆うケース部材５４ａと、ケース部材５４ａの第１回転軸線Ｃ１方向における右前輪１４Ｒ側の一端に形成された開口部５４ｂを塞ぐカバー部材５４ｃとが備えられており、それらケース部材５４ａとカバー部材５４ｃとが図示しないボルト等の締結部材によって一体的に締結されている。ケース部材５４ａは、必要に応じて複数の部材にて構成される。
【００２０】
円筒状のリングギヤ５２は、例えばはすば傘歯車やハイポイドギヤなどであり、このリングギヤ５２の内周部には円筒形状の円筒部５２ａが一体に設けられている。円筒部５２ａには、リングギヤ５２の背面５２ｂから右前輪１４Ｒ側に略円筒状に突き出す軸部５２ｃが設けられており、軸部５２ｃが軸受５６を介してユニットケース５４のケース部材５４ａによって支持されている。また、リングギヤ５２の円筒部５２ａには、内周側へ突き出すように内周断接歯５２ｄが一体に設けられている。
【００２１】
円筒状の入力軸３４は、リングギヤ５２の円筒部５２ａの内側を挿通させられているとともに、両端部においてユニットケース５４内に設けられた一対の第１軸受５８および第２軸受６０を介して第１回転軸線Ｃ１まわりに回転可能に支持されている。すなわち、入力軸３４およびリングギヤ５２は、第１回転軸線Ｃ１と同心に且つ相対回転可能にユニットケース５４によって支持されている。また、入力軸３４は、左前輪１４Ｌ側の端部の外周面に形成された第１外周スプライン歯３４ａ、第１回転軸線Ｃ１方向の中央部の外周面に形成された第２外周スプライン歯３４ｂ、および右前輪１４Ｒ側の端部の外周面に形成された第３外周スプライン歯３４ｃを、それぞれ一体に備えている。
【００２２】
第１クラッチ２４は、入力軸３４とリングギヤ５２との間を断接するための噛合クラッチであり、内周スプライン歯６２ａおよび外周断接歯６２ｂが設けられた円筒形状の断接スリーブ６２を備えており、その断接スリーブ６２が第１クラッチ切換装置７２によって第１回転軸線Ｃ１方向へ移動させられることにより断接される。断接スリーブ６２は、円筒状のリングギヤ５２の内周側において、そのリングギヤ５２と入力軸３４との間の環状空間内に配設されており、断接スリーブ６２の内周スプライン歯６２ａは、入力軸３４の第２外周スプライン歯３４ｂに対し、第１回転軸線Ｃ１まわりに相対回転不能で且つ第１回転軸線Ｃ１方向に移動可能に常時噛み合わされている。また、断接スリーブ６２の外周断接歯６２ｂは、断接スリーブ６２が第１回転軸線Ｃ１方向へ移動させられることにより、リングギヤ５２の内周断接歯５２ｄと噛み合い可能に、外周側へ突き出すように設けられている。そして、断接スリーブ６２が第１回転軸線Ｃ１方向へ往復移動させられることにより、外周断接歯６２ｂがリングギヤ５２の内周断接歯５２ｄと噛み合わされてリングギヤ５２と入力軸３４とが相対回転不能に連結されるコネクト位置と、外周断接歯６２ｂとリングギヤ５２の内周断接歯５２ｄとの噛合が解除されてリングギヤ５２と入力軸３４との相対回転が許容されるディスコネクト位置とへ移動させられる。コネクト位置では、左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達される駆動力の一部が、プロペラシャフト２８を介して左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒへ出力される。この第１クラッチ２４は噛合式断接機構に相当する。
【００２３】
第１クラッチ切換装置７２は、第１アクチュエータ６４、補助クラッチ６６、ボールカム６８、ラチェット機構７４、およびスプリング７８を備えている。第１アクチュエータ６４は、電子制御装置１００（図１参照）から駆動信号Ｓｅとして励磁電流が供給されることにより、その駆動信号Ｓｅに応じた吸着力を発生する電磁コイルで、締結ボルトによってカバー部材５４ｃに一体的に固設されており、円板状の可動片８２を吸着することにより補助クラッチ６６に吸着力に応じた回転制動トルクを付与する。補助クラッチ６６は、ユニットケース５４のカバー部材５４ｃに形成された内周スプライン歯５４ｄに、第１回転軸線Ｃ１回りの回転が不能で且つ第１回転軸線Ｃ１方向の移動が可能に係合させられた円板状の第１摩擦板９２と、第１摩擦板９２と可動片８２との間に相対回転可能に配設され、ボールカム６８の第２ケージ８８に形成された外周スプライン歯８８ｂに、第１回転軸線Ｃ１回りの相対回転が不能で且つ第１回転軸線Ｃ１方向の相対移動が可能に係合させられた円板状の第２摩擦板９４と、を備えている。したがって、第１アクチュエータ６４により可動片８２が吸着されることにより、補助クラッチ６６を介してボールカム６８の第２ケージ８８に駆動信号Ｓｅに応じた回転制動トルクが付与される。
【００２４】
ボールカム６８は、第１アクチュエータ６４により補助クラッチ６６を介して環状の第２ケージ８８に回転制動トルクが付与されると、入力軸３４と一体的に回転させられる第１ケージ７０との相対回転に基づいて、第１回転軸線Ｃ１方向における左前輪１４Ｌ方向（図２、図３における左方向）に向かう推力を発生させる回転カム機構である。この推力は、回転制動トルクすなわち前記駆動信号Ｓｅに応じた大きさである。ラチェット機構７４は、上記ボールカム６８により発生させられた推力によって断接スリーブ６２を移動させ且つ断接スリーブ６２の移動位置を保持する。スプリング７８は、入力軸３４に固定された環状のストッパ７６と断接スリーブ６２との間に介在させられており、断接スリーブ６２をディスコネクト位置からコネクト位置へ向かう方向、すなわち断接スリーブ６２を第１回転軸線Ｃ１方向において右前輪１４Ｒ側へ向かう方向に付勢する。したがって、第１クラッチ切換装置７２は、第１アクチュエータ６４および補助クラッチ６６により第２ケージ８８に回転制動トルクを付与し、ボールカム６８により第１回転軸線Ｃ１方向の推力を発生させ、第１ケージ７０によりラチェット機構７４を介して断接スリーブ６２をスプリング７８の付勢力に抗して左前輪１４Ｌ側へ移動させる。本実施例では、第１アクチュエータ６４、補助クラッチ６６、およびボールカム６８によって、所定の推力を発生する駆動装置が構成されている。
【００２５】
上記ストッパ７６にはめねじ部７６ａが設けられており、入力軸３４の第１外周スプライン歯３４ａと第２外周スプライン歯３４ｂとの間の外周面に形成されたおねじ部３４ｄに螺合されている。また、ストッパ７６は、回り止め部材８０によって第１回転軸線Ｃ１まわりの回転が阻止されるようになっており、これにより第１回転軸線Ｃ１方向におけるストッパ７６の配設位置がおねじ部３４ｄの任意の位置に規定される。
【００２６】
ラチェット機構７４は、第１アクチュエータ６４である電磁コイルがＯＮ（励磁）とされ、円板状の可動片８２を吸着することにより、ボールカム６８を介して所定のストロークで第１回転軸線Ｃ１方向に往復移動させられる環状の第１ピストン７０ａを備えている。ラチェット機構７４はまた、第１ピストン７０ａによりスプリング７８の付勢力に抗して左前輪１４Ｌ側へ移動させられる環状の第２ピストン８４と、その第２ピストン８４が掛け止められる掛止歯８６ａ（図４参照) を有する環状のホルダー８６とを備えている。第２ピストン８４は、入力軸３４に対して第１回転軸線Ｃ１まわりに相対回転可能に配設されており、ホルダー８６は、入力軸３４に対して第１回転軸線Ｃ１まわりに相対回転不能かつ第１回転軸線Ｃ１方向の移動不能に配設されている。このようなラチェット機構７４は、第１ピストン７０ａがベース位置（図２において第１回転軸線Ｃ１よりも下側に示した位置）から第１回転軸線Ｃ１方向における左前輪１４Ｌ側へ往復移動させられると、第２ピストン８４によって断接スリーブ６２を前記ディスコネクト位置へスプリング７８の付勢力に抗して移動させ、第２ピストン８４がホルダー８６の掛止歯８６ａの先端に掛け止められることにより、断接スリーブ６２をそのディスコネクト位置に位置決めして保持する。また、第１ピストン７０ａが再びベース位置から左前輪１４Ｌ側へ往復移動させられると、第２ピストン８４がホルダー８６の掛止歯８６ａから離脱させられ、スプリング７８の付勢力に従って断接スリーブ６２がコネクト位置へ移動することを許容する。ラチェット機構７４の第１ピストン７０ａは、ボールカム６８の第１ケージ７０に一体に設けられており、ラチェット機構７４は、ボールカム６８の第２ケージ８８と断接スリーブ６２との間に配設されている。このラチェット機構７４は、第１ピストン７０ａの往復移動に伴って断接スリーブ６２をコネクト位置とディスコネクト位置とへ交互に移動させる間欠移動機構として機能する。
【００２７】
ボールカム６８は、ラチェット機構７４の第２ピストン８４と第２軸受６０との間に、第１回転軸線Ｃ１方向において重なるように配設された環状の一対の第１ケージ７０および第２ケージ８８を備えており、それ等の第１ケージ７０と第２ケージ８８との間に球状転動体９０が配設されている。第１ケージ７０および第２ケージ８８の対向面であって周方向の複数箇所（等角度間隔で例えば３箇所) には、周方向で深さが変化する凹溝状の一対のカム面７０ｂ、８８ａが互いに対向するように設けられており、それ等のカム面７０ｂと８８ａとの間で挟まれるように複数個（例えば３個) の球状転動体９０が挟持されている。そして、それ等の第１ケージ７０と第２ケージ８８とが相対回転させられると、カム面７０ｂ、８８ａの深さ寸法の変化によって第１ケージ７０および第２ケージ８８が第１回転軸線Ｃ１方向に一定ストロークだけ互いに離間させられる。第２ケージ８８は、第２軸受６０によって移動が規制されているため、実質的に第１ケージ７０が第２ケージ８８に対して離間させられ、第１ケージ７０の第１ピストン７０ａが図２の第１回転軸線Ｃ１よりも下側に示すベース位置（接近位置）から、図２の第１回転軸線Ｃ１よりも上側に示す切換位置まで左前輪１４Ｌ方向へ移動させられる。第１ケージ７０はリターンスプリング（圧縮コイルスプリング）によって第２ケージ８８に接近する方向へ付勢されており、第１アクチュエータ６４がＯＦＦ（非励磁）にされて第２ケージ８８が第１回転軸線Ｃ１まわりに回転自在になると、第１ケージ７０および第２ケージ８８の相対回転を伴って第１ピストン７０ａはリターンスプリングの付勢力等に従ってベース位置へ戻される。すなわち、第１ピストン７０ａは、第１アクチュエータ６４のＯＮ−ＯＦＦにより、ボールカム６８の作用でカム面７０ｂ、８８ａの深さ寸法によって定まる一定の移動ストロークＳＴ（図４参照）だけ左前輪１４Ｌ方向へ往復移動させられる。第１ケージ７０の内周面には、入力軸３４の第３外周スプライン歯３４ｃと相対回転不能且つ第１回転軸線Ｃ１方向の移動可能に噛み合う内周スプライン歯７０ｃが設けられており、第１アクチュエータ６４のＯＮで第２ケージ８８に回転制動トルクが付与されることにより、第１ケージ７０と第２ケージ８８とが第１回転軸線Ｃ１まわりに所定角度だけ相対回転させられる。
【００２８】
第１ピストン７０ａがベース位置から左前輪１４Ｌ方向へ１回往復移動させられると、図２における第１回転軸線Ｃ１よりも上側部分に示すように、断接スリーブ６２がラチェット機構７４を介してディスコネクト位置へスプリング７８の付勢力に抗して移動させられる。このディスコネクト位置では、断接スリーブ６２の外周断接歯６２ｂとリングギヤ５２の内周断接歯５２ｄとの噛合が解除され、第１クラッチ２４が解放状態になって動力伝達が遮断される。第２ピストン８４がホルダー８６の掛止歯８６ａの先端に掛止されることにより、スプリング７８の付勢力に拘らず断接スリーブ６２がディスコネクト位置に保持される。一方、第１ピストン７０ａがベース位置から２回往復移動すなわち断接スリーブ６２がディスコネクト位置へ移動させられた状態でさらに第１ピストン７０ａが１回往復移動させられると、図２における第１回転軸線Ｃ１よりも下側部分に示すように、第２ピストン８４がホルダー８６の掛止歯８６ａから離脱させられ、断接スリーブ６２がスプリング７８の付勢力に従って前記コネクト位置へ移動させられる。このコネクト位置では、断接スリーブ６２の外周断接歯６２ｂとリングギヤ５２の内周断接歯５２ｄとが噛み合わされ、第１クラッチ２４が噛合状態になって動力伝達が許容される。
【００２９】
図４は、ラチェット機構７４の作動原理を説明する模式図であり、環状の第１ピストン７０ａ、環状の第２ピストン８４、および環状のホルダー８６を、それぞれ外周側から見た展開図で、図の左右方向が第１回転軸線Ｃ１まわりの周方向、図の上方が左前輪１４Ｌ方向である。第１ピストン７０ａは、内周スプライン歯７０ｃを介して入力軸３４に対して相対回転不能且つ軸方向の相対移動可能に配設されており、第２ピストン８４は、入力軸３４に対して相対回転可能且つ軸方向の相対移動可能に配設されており、ホルダー８６は入力軸３４に対して位置固定に配設されている。そして、第２ピストン８４には、ホルダー８６側に向かって突設された突起８４ａが形成されており、ホルダー８６には、その突起８４ａの先端に当接させられる鋸歯状の掛止歯８６ａが周方向に連続して周期的に形成されている。また、第１ピストン７０ａには、ホルダー８６の掛止歯８６ａと同様の鋸歯形状を成して第２ピストン８４の突起８４ａを受け止める受止歯７０ｄが、掛止歯８６ａと同じ周期であるが周方向に位相がずれた状態で周方向に連続して周期的に形成されている。第１ピストン７０ａが、ホルダー８６と相対回転不能且つ第１回転軸線Ｃ１方向の相対移動可能に設けられており、ボールカム６８による移動ストロークＳＴ分だけ第１回転軸線Ｃ１方向（図４における上下方向）へ往復移動させられることにより、第２ピストン８４をスプリング７８の付勢力に抗してその第１回転軸線Ｃ１方向における左前輪１４Ｌ側（図４における上方）へ移動させることができる。第２ピストン８４は、スプリング７８の付勢力に従って第１回転軸線Ｃ１方向における右前輪１４Ｒ側（図４における下方）へ戻される。なお、上記第１ピストン７０ａの受止歯７０ｄおよびホルダー８６の掛止歯８６ａの先端の斜面には、突起８４ａの滑りを止めて当接状態を維持するストッパ７０ｅおよび８６ｂがそれぞれ設けられている。
【００３０】
図４の(a) および(e) は、断接スリーブ６２がコネクト位置に保持されている状態、すなわち第２ピストン８４の突起８４ａがホルダー８６の掛止歯８６ａから離脱させられた状態であり、第１ピストン７０ａがベース位置に保持されている。図４の(b) は、第１ピストン７０ａが、第１アクチュエータ６４のＯＮによるボールカム６８のカム動作により、スプリング７８の付勢力に抗してベース位置から左前輪１４Ｌ方向の切換位置まで移動ストロークＳＴだけ移動させられた状態である。この過程では、第１ピストン７０ａにより第２ピストン８４が移動させられてホルダー８６から上方へ離されるとともに、第２ピストン８４が第１ピストン７０ａの斜面を滑り落ちて受止歯７０ｄの側面に当接させられる。図４の(b) に示されている一点鎖線は、上記移動ストロークＳＴを説明するために図４の(a) の第１ピストン７０ａのベース位置を示したものである。
【００３１】
図４の(c) は、第１ピストン７０ａが、第１アクチュエータ６４のＯＦＦによるボールカム６８の逆動作により、切換位置から移動ストロークＳＴだけ右前輪１４Ｒ方向（図２、図３における右方向）へ移動させられ、ベース位置まで戻された状態である。この過程では、第２ピストン８４の突起８４ａがホルダー８６の掛止歯８６ａの先端斜面に当接させられ、且つストッパ８６ｂの側面に当接して掛止されることにより、断接スリーブ６２が前記ディスコネクト位置に保持される。
【００３２】
図４の(d) は、再び第１アクチュエータ６４のＯＮによるボールカム６８のカム動作により、第１ピストン７０ａがベース位置から切換位置まで移動ストロークＳＴだけ移動させられた状態である。この過程では、第２ピストン８４の突起８４ａが第１ピストン７０ａの受止歯７０ｄの先端に当接させられることにより、第２ピストン８４が図４(b) の状態よりも更にスプリング７８側へ移動させられる。これにより、第２ピストン８４と断接スリーブ６２との間に配設された同期機構９６の作用で、入力軸３４とリングギヤ５２とが同期回転させられるようになる。同期機構９６は、入力軸３４側の摩擦係合部材９８と、リングギヤ５２側の摩擦係合部材９９とを備えており、それ等の摩擦係合部材９８および９９が摩擦係合させられることにより同期作用が得られる。リングギヤ５２の円筒部５２ａの内周面にはテーパ部５２ｆが設けられており、リングギヤ５２側の摩擦係合部材９９がテーパ部５２ｆと係合させられることにより、入力軸３４側の摩擦係合部材９８に押圧されて摩擦係合させられるようになっている。その後、第１アクチュエータ６４のＯＦＦによるボールカム６８の逆動作により、図４の(e) に示すように、第１ピストン７０ａが切換位置から移動ストロークＳＴだけ右前輪１４Ｒ方向へ移動させられてベース位置まで戻される。この過程では、第２ピストン８４の突起８４ａがホルダー８６のストッパ８６ｂを乗り越えて周方向へ滑り落ちることにより、掛止歯８６ａから離脱させられ、断接スリーブ６２がスプリング７８の付勢力に従ってコネクト位置まで移動することが許容される。入力軸３４およびリングギヤ５２は同期機構９６の作用で同期回転させられているため、リングギヤ５２の内周断接歯５２ｄと断接スリーブ６２の外周断接歯６２ｂとが円滑に噛み合わされる。
【００３３】
以上のように構成された４輪駆動車両１０では、第１クラッチ２４および第２クラッチ３２が共に係合させられている４輪駆動状態において、運転者の操作などで２輪駆動走行モードが選択されると、トランスファ２６の第１アクチュエータ６４により断接スリーブ６２がディスコネクト位置へ移動させられて第１クラッチ２４が解放されるとともに、第２アクチュエータ４６により断接スリーブ４４が非噛合位置へ移動させられることにより第２クラッチ３２が解放され、エンジン１２からの駆動力が主駆動輪である前輪１４のみに伝達される２輪駆動状態になる。また、第１クラッチ２４および第２クラッチ３２が共に解放されている２輪駆動状態において、運転者の操作などで４輪駆動走行モードが選択されると、トランスファ２６の第１アクチュエータ６４により断接スリーブ６２がコネクト位置へ移動させられることにより第１クラッチ２４が係合させられるとともに、第２アクチュエータ４６により断接スリーブ４４が噛合位置へ移動させられることにより第２クラッチ３２が係合させられ、エンジン１２からの駆動力が前輪１４および後輪１６に伝達される４輪駆動状態になる。
【００３４】
一方、前記第１クラッチ切換装置７２は、第１アクチュエータ６４の駆動信号Ｓｅを制御して第１クラッチ２４の噛合状態と解放状態とを切り換える切換制御を行うコントローラとして電子制御装置１００を備えている。電子制御装置１００は、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各種の制御を実行する。この電子制御装置１００は、第１クラッチ２４の切換制御専用であっても良いが、第２クラッチ３２の切換制御やエンジン１２の出力制御、自動変速機１８の変速制御などの他の制御を行うものでも良く、その制御に必要な各種の情報がセンサや検出装置などから供給されるようになっている。
【００３５】
上記電子制御装置１００は、第１クラッチ２４の切換制御を行うクラッチ切換制御部１０２を機能的に備えている。クラッチ切換制御部１０２は更に補正部１０４を機能的に備えており、図５のフローチャートのステップＳ１〜Ｓ５（以下、単にＳ１〜Ｓ５という）に従って信号処理を実行する。図５のＳ２およびＳ３は補正部１０４に相当する。
【００３６】
図５のＳ１では、２輪駆動状態と４輪駆動状態とを切り換える切換実行条件を満足するか否かを判断する。具体的には、例えば運転者による選択操作やＶＳＣ（Vehicle Stability Control ）等の車両制御装置などにより切換要求があった場合に、所定の実行条件を満足して第１クラッチ２４の切換制御を実行するか否かを判断する。切換実行条件を満たさない場合はそのまま終了するが、切換実行条件を満足する場合にはＳ２を実行し、車両の横Ｇが予め定められた判定値α以上の車両旋回時か否かを判断する。車両の横Ｇは、例えば車速Ｖおよびステアリングの操舵角Φなどから算出できるし、加速度センサなどを用いて検出することも可能である。
【００３７】
上記判定値αは、横Ｇに起因して生じる遠心力により第１クラッチ２４の切換制御が影響を受けるか否かに基づいて定められる。すなわち、本実施例の第１クラッチ切換装置７２は、第１アクチュエータ６４およびボールカム６８により第１回転軸線Ｃ１方向における左方向（左前輪１４Ｌ方向）の推力を発生させ、第１ピストン７０ａを有する第１ケージ７０や第２ピストン８４、同期機構９６等を介して断接スリーブ６２を左方向へ移動させて第１クラッチ２４の噛合状態と解放状態とを切り換える。このため、横Ｇに起因してそれ等の移動部材（第１ケージ７０、第２ピストン８４、同期機構９６、断接スリーブ６２等で、以下、第１ケージ７０等の移動部材という）に遠心力が作用すると、その横Ｇの方向によって第１アクチュエータ６４の駆動信号Ｓｅに過不足が生じる可能性がある。具体的には、横Ｇの方向が、第１アクチュータ６４による推力の方向と同じ左方向の場合（車両の右旋回時）には、遠心力により第１ケージ７０等の移動部材の移動が促進されて移動速度が速くなり、移動端や部材間の衝突等によって生じる異音が大きくなる可能性がある。また、横Ｇの方向が、第１アクチュータ６４による推力の方向と反対の右方向の場合（車両の左旋回時）には、遠心力により第１ケージ７０等の移動部材の移動が阻害されて第１クラッチ２４の切換が遅くなる可能性がある。前記判定値αとしては、このような影響を略無視できるような横Ｇの上限値等が設定される。第１ケージ７０等の移動部材の移動方向である第１回転軸線Ｃ１方向すなわち車幅方向が一定方向で、上記横Ｇはその一定方向の加速度であり、遠心力は車両走行時に慣性に基づいて移動部材に作用する付勢力である。
【００３８】
上記Ｓ２の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわち車両の横Ｇが判定値α以上の車両旋回時には、Ｓ３を実行し、アクチュエータ出力である駆動信号Ｓｅを補正する。この駆動信号Ｓｅの補正は、横Ｇに起因して第１ケージ７０等の移動部材に作用する遠心力を相殺して、その移動部材を適切に移動させることができる推力が得られるように、例えば図６に示すように横Ｇに応じて駆動信号Ｓｅが連続的に変化するように定められた補正マップ等に従って駆動信号Ｓｅを設定する。この補正マップは、横Ｇが０の時の基準値Ｓｅ０に対して、横Ｇの方向が第１アクチュータ６４による推力の方向と同じ左方向の場合には、推力が小さくなるように基準値Ｓｅ０よりも小さな値が設定され、横Ｇの方向が第１アクチュータ６４による推力の方向と反対の右方向の場合には、推力が大きくなるように基準値Ｓｅ０よりも大きな値が設定されるように定められている。この補正マップは、電子制御装置１００の記憶部等に予め記憶されている。補正マップの代わりに、横Ｇをパラメータとして定められた演算式などで駆動信号Ｓｅを求めることもできる。また、横Ｇに応じて定められた補正値を基準値Ｓｅ０に対して加算したり減算したりして駆動信号Ｓｅを求めるようにしても良い。
【００３９】
Ｓ２の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわち車両の横Ｇが判定値αよりも小さい場合には、Ｓ４を実行し、アクチュエータ出力である駆動信号Ｓｅとして通常値が設定される。この通常値は、例えば図６における基準値Ｓｅ０付近の値である。
【００４０】
Ｓ５では、Ｓ３またはＳ４で設定された駆動信号Ｓｅを出力して第１アクチュエータ６４を作動させることにより、第１クラッチ２４の切換制御を実行する。
【００４１】
このような本実施例の第１クラッチ切換装置７２によれば、車両の横Ｇが判定値α以上の車両旋回時には、その横Ｇに応じて駆動信号Ｓｅが補正されるため、その横Ｇにより第１ケージ７０等の移動部材に作用する遠心力に拘らず、その移動部材を適当な推力で適切に移動させることができる。これにより、遠心力に起因する第１クラッチ２４の切換の遅延や異音の発生が抑制されるとともに、横Ｇに応じて駆動信号Ｓｅが適切に制御されることにより余分な推力の発生が抑制されて省エネルギー化（低燃費化）できる。
【００４２】
また、本実施例では、横Ｇが判定値αよりも小さい場合には、Ｓ４を実行して予め定められた通常値が用いられるため、横Ｇの大きさに拘らず常にマップなどから横Ｇの大きさに応じてアクチュエータ出力（駆動信号Ｓｅ）を算出する場合に比較して、電子制御装置１００の負担が小さくなり、横Ｇが小さい直進走行時等の第１クラッチ２４の切換所要時間を短縮できる。
【００４３】
なお、後輪側の第２クラッチ３２についても、断接スリーブ４４に作用する遠心力の影響を受けるような場合には、本発明を適用することができる。
【００４４】
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、これ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】
【００４５】
１０：４輪駆動車両（車両）    ２４：第１クラッチ（クラッチ）    ６２：断接スリーブ（移動部材）    ６４：第１アクチュエータ（駆動装置）    ６６：補助クラッチ（駆動装置）    ６８：ボールカム（駆動装置）    ７０：第１ケージ（移動部材）    ７２：第１クラッチ切換装置（切換装置）    ８４：第２ピストン（移動部材）    ９６：同期機構（移動部材）    １００：電子制御装置    １０２：クラッチ切換制御部    Ｓｅ：駆動信号
【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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