(57)【要約】【課題】シフトアクチュエータ１による高速段と低速段との切替において、歯車係合状態の切替がもたついているか否かをＥＣＵが確実に把握できるようにすることにある。【解決手段】シフトアクチュエータ１は、駆動力伝達経路において捩りバネ７６よりも電動機４５の側に配されるギヤホイール６８の回転位置を検出する第１検出手段８９と、捩りバネ７６よりも出力軸４６の側に配されるギヤホイール５３の回転位置を検出する第２検出手段９０とにより構成されている。ここで、捩りバネ７６の出力側の駆動力伝達経路には、駆動力を一時的に蓄えてその伝達を一時的に遮る捩りバネ７６のような部材が配されていないので、第２検出手段９０からの入力は、確実に歯車係合状態を反映するものになる。このため、ＥＣＵは、第２検出手段９０からの入力により、歯車係合状態の切替がもたついているか否かを確実に把握できる。【選択図】図２
2008260394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態とを切り替えるための駆動力を出力するシフトアクチュエータにおいて、
駆動力を発生する電動機と、
駆動力を外部に伝達する出力軸と、
前記電動機で発生した駆動力を前記出力軸に伝達するための駆動力伝達経路を形成する複数の駆動力伝達要素と、
前記駆動力伝達経路のいずれかの位置に配され、前記高速段の歯車係合状態と前記低速段の歯車係合状態との切替がもたつく時に駆動力を一時的に蓄えるバネと、
このバネよりも前記電動機の側に配される駆動力伝達要素の変位状態を検出する第１検出手段と、
前記バネよりも前記出力軸の側に配される駆動力伝達要素の変位状態を検出する第２検出手段とを備えるシフトアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載のシフトアクチュエータにおいて、
前記バネよりも前記電動機の側における前記駆動力伝達経路に、前記電動機から前記バネに向かう方向のみの駆動力の伝達を許容するクラッチ機構を備えることを特徴とするシフトアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１に記載のシフトアクチュエータを制御するシフトアクチュエータ制御装置であって、
前記高速段の歯車係合状態と前記低速段の歯車係合状態との切替は、切替元の歯車係合状態の解除、ニュートラルおよび切替先の歯車係合状態の形成の３段階を経て終了し、
前記切替元の歯車係合状態の解除がもたついていると判断したときに、前記切替元の歯車係合状態を形成するように前記電動機への通電を制御し、
前記切替先の歯車係合状態の形成がもたついていると判断したときに、前記切替先の歯車係合状態を形成するように前記電動機への通電を制御することを特徴とするシフトアクチュエータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態とを切り替えるための駆動力を出力するシフトアクチュエータ、およびシフトアクチュエータを制御するシフトアクチュエータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、２輪駆動の歯車係合状態と４輪駆動の歯車係合状態との切替や高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態との切替を行うための駆動力を出力するシフトアクチュエータが公知である。
【０００３】
このシフトアクチュエータは、駆動力を発生する電動機、駆動力を外部に伝達する出力軸、電動機で発生した駆動力を出力軸に伝達するための駆動力伝達経路を形成する複数の駆動力伝達要素、駆動力伝達経路のいずれかの位置に配され、２輪駆動と４輪駆動との間や高速段と低速段との間で歯車係合状態の切替がもたつく時に駆動力を一時的に蓄える捩りバネ等により構成されている。そして、シフトアクチュエータから出力された駆動力により、ドラムカムが回転駆動され、ドラムカムに設けられた切替パターンに応じて、２輪駆動と４輪駆動との切替および高速段と低速段との切替が行われる。
【０００４】
また、シフトアクチュエータは、電動機の通電制御に利用するパラメータとして、捩りバネの入力側（つまり、駆動力伝達経路における電動機の側）に配される駆動力伝達要素の変位状態を検出するセンサを内蔵する（例えば、特許文献１参照）。これにより、シフトアクチュエータの制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）は、捩りバネ入力側の駆動力伝達要素の変位状態を検出し、この検出した変位状態に基づいて通電制御を行うことができる。
【０００５】
ところで、ＥＣＵは、シフトアクチュエータによる高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態との切替を、車両が停止しているときにのみ運転者に許可する。すなわち、高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態との切替は、切替元の歯車係合状態の解除→ニュートラル→切替先の歯車係合状態の形成の３段階を経て終了する。そこで、車両が走行しているときに歯車係合状態がニュートラルになるのを回避するため、高速段と低速段との切替は、車両が停止しているときにのみ許可されている。
【０００６】
しかし、歯車係合状態の切替がもたついた場合、捩りバネが捩りトルクを蓄えた状態を維持し、切替先の歯車係合状態が完全に形成されていないにもかかわらず、捩りバネ入力側の駆動力伝達要素は、切替先の歯車係合状態を示す変位状態になっている。このため、特許文献１のシフトアクチュエータによれば、ＥＣＵは、歯車係合状態の切替がもたついているか否かを正確に把握することができず、切替先の歯車係合状態が完全に形成されないまま、運転者が車両を発進させてしまう虞がある。
【特許文献１】特開平７−１７９１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、シフトアクチュエータによる高速段と低速段との切替において、歯車係合状態の切替がもたついているか否かをＥＣＵが確実に把握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】
【０００８】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のシフトアクチュエータは、高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態とを切り替えるための駆動力を出力するものである。
そして、このシフトアクチュエータは、駆動力を発生する電動機と、駆動力を外部に伝達する出力軸と、電動機で発生した駆動力を出力軸に伝達するための駆動力伝達経路を形成する複数の駆動力伝達要素と、駆動力伝達経路のいずれかの位置に配され、高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態との切替がもたつく時に駆動力を一時的に蓄えるバネと、バネよりも電動機の側に配される駆動力伝達要素の変位状態を検出する第１検出手段と、バネよりも出力軸の側に配される駆動力伝達要素の変位状態を検出する第２検出手段とを備える。
【０００９】
これにより、ＥＣＵは、第２検出手段からの入力により、捩りバネの出力側（つまり、駆動力伝達経路における出力軸の側）の駆動力伝達要素が切替先の歯車係合状態を示す変位状態になっているか否かを判断することができる。ここで、捩りバネの出力側の駆動力伝達経路には、駆動力を一時的に蓄えてその伝達を一時的に遮る捩りバネのような部材が配されていないので、第２検出手段からの入力は、確実に歯車係合状態を反映するものになる。このため、ＥＣＵは、第２検出手段からの入力により、歯車係合状態の切替がもたついているか否かを確実に把握できる。
【００１０】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のシフトアクチュエータは、バネよりも電動機の側における駆動力伝達経路に、電動機からバネに向かう方向のみの駆動力の伝達を許容するクラッチ機構を備える。
これにより、バネに蓄えられた応力が電動機の方に伝わるのを阻止することができるので、バネの応力による電動機の逆回転を防止することができる。
【００１１】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のシフトアクチュエータ制御装置によれば、高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態との切替は、切替元の歯車係合状態の解除、ニュートラルおよび切替先の歯車係合状態の形成の３段階を経て終了する。そして、シフトアクチュエータ制御装置は、切替元の歯車係合状態の解除がもたついていると判断したときに、切替元の歯車係合状態を形成するように電動機への通電を制御し、切替先の歯車係合状態の形成がもたついていると判断したときに、切替先の歯車係合状態を形成するように電動機への通電を制御する。
【００１２】
これにより、ＥＣＵは、切替元の歯車係合状態の解除がもたついているときに、ニュートラルを跨いで切替先の歯車係合状態まで大幅に係合状態を切り替えさせず、切替元の歯車係合状態を形成するように小幅の切替動作を行わせる。また、ＥＣＵは、切替先の歯車係合状態の形成がもたついているときに、切替先の歯車係合状態を形成するように小幅の切替動作を行わせる。
【００１３】
このように、ＥＣＵは、高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態との切替がもたついた場合、常に、小幅の切替動作が行われるようにシフトアクチュエータの通電を制御する。この結果、切替元の歯車係合状態の解除がもたついた場合に切替先の歯車係合状態まで大幅に切替動作を行う必要がなくなるので、シフトアクチュエータのバネに低性能なものや小型のものを採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
最良の形態のシフトアクチュエータは、高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態とを切り替えるための駆動力を出力するものである。
そして、このシフトアクチュエータは、駆動力を発生する電動機と、駆動力を外部に伝達する出力軸と、電動機で発生した駆動力を出力軸に伝達するための駆動力伝達経路を形成する複数の駆動力伝達要素と、駆動力伝達経路のいずれかの位置に配され、高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態との切替がもたつく時に駆動力を一時的に蓄えるバネと、バネよりも電動機の側に配される駆動力伝達要素の変位状態を検出する第１検出手段と、バネよりも出力軸の側に配される駆動力伝達要素の変位状態を検出する第２検出手段とを備える。
また、このシフトアクチュエータは、バネよりも電動機の側における駆動力伝達経路に、電動機からバネに向かう方向のみの駆動力の伝達を許容するクラッチ機構を備える。
【００１５】
さらに、最良の形態のシフトアクチュエータ制御装置によれば、高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態との切替は、切替元の歯車係合状態の解除、ニュートラルおよび切替先の歯車係合状態の形成の３段階を経て終了し、切替元の歯車係合状態の解除がもたついていると判断したときに、切替元の歯車係合状態を形成するように電動機への通電を制御し、切替先の歯車係合状態の形成がもたついていると判断したときに、切替先の歯車係合状態を形成するように電動機への通電を制御する。
【実施例１】
【００１６】
〔実施例１の構成〕
実施例１のシフトアクチュエータ１の構成を、図１ないし図４を用いて説明する。
シフトアクチュエータ１は、２輪駆動の歯車係合状態と４輪駆動の歯車係合状態との切替や、高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態との切替を行うための駆動力を出力するものである。そして、シフトアクチュエータ１は、図１に示すように、ドラムカム２、２つのロッド３、４等とともに、歯車同士の係合状態を切り替えることで２輪駆動と４輪駆動との切替および高速段と低速段との切替を行うトランスファ切換装置５を構成する。
【００１７】
そこで、まずトランスファ切換装置５による２輪駆動と４輪駆動との切替および高速段と低速段との切替について説明する。
トランスファ切換装置５は、シフトアクチュエータ１と、外周面に各種の切替パターン６、７が形成され、シフトアクチュエータ１から出力されたトルクにより回転するドラムカム２と、切替パターン６、７の各々に係合する係合部８、９を有し、ドラムカム２のトルクを推力に変換し、軸方向に進退して歯車係合状態を切り替える２つのロッド３、４とを備える。
【００１８】
ここで、切替パターン６は、２輪駆動と４輪駆動とを切り替えるための２４切替用パターンであり、切替パターン６と係合する係合部８を有するロッド３は、２４切替用ロッドである。切替パターン７は、高速段と低速段とを切り替えるための高低切替用パターンであり、切替パターン７と係合する係合部９を有するロッド４は、高低切替用ロッドである。なお、ロッド３、４は、歯車係合状態を安定して維持するために、各々、ディテント１３、１４により軸方向へのふらつきを抑制されている。
【００１９】
また、トランスファ切換装置５により切り替えられる歯車係合状態を形成するトランスファ部１６は、以下のような歯車要素により構成されている。
【００２０】
すなわち、トランスファ部１６の歯車要素は、変速機（図示せず）に機械的に連結する入力軸１８、入力軸１８と同軸に配され、前輪（図示せず）および後輪（図示せず）の一方の車輪に機械的に連結する出力軸１９、出力軸１９の外歯２１と常に係合する内歯２２を有し、ロッド３の推力により軸方向に移動するスリーブギヤ２３、スリーブギヤ２３の外歯２５と係脱する内歯２６を有し、前輪または後輪の他方の車輪に機械的に連結する平ギヤ２７、入力軸１８の外歯２９と常に係合する内歯３０を有し、ロッド４の推力により軸方向に移動するスリーブギヤ３１、スリーブギヤ３１よりも径大に設けられ、スリーブギヤ３１の外歯３３に係脱する内歯３４を有するスリーブギヤ３５等である。
【００２１】
さらに、出力軸１９には、外歯２１とは別の同軸の外歯３７が設けられ、外歯３７にスリーブギヤ３１の内歯３０が係脱する。また、出力軸１９から外周側に延設された支軸３９には、スリーブギヤ３５の外歯４０と常に係合する外歯４１を有する遊星ギヤ４２が配されている。
【００２２】
以上の構成により、トランスファ部１６では、２輪駆動かつ高速段の係合状態（以下、「２Ｈ」と呼ぶ）、４輪駆動かつ高速段の係合状態（以下、「４Ｈ」と呼ぶ）、ニュートラル（以下、「Ｎ」と呼ぶ）、および４輪駆動かつ低速段の係合状態（以下、「４Ｌ」と呼ぶ）の３つの係合状態が、２Ｈ→４Ｈ→Ｎ→４Ｌ、または４Ｌ→Ｎ→４Ｈ→２Ｈの方向に切り替えられる。
【００２３】
すなわち、２Ｈでは、スリーブギヤ３１の内歯３０が入力軸１８の外歯２９と出力軸１９の外歯３７とに同時に係合しており、スリーブギヤ３１の外歯３３とスリーブギヤ３５の内歯３４とが係合していないので、変速機から入力軸１８に伝わる駆動力は減速されずに出力軸１９に伝達される。また、出力軸１９の外歯２１がスリーブギヤ２３の内歯２２に係合しており、スリーブギヤ２３の外歯２５が平ギヤ２７の内歯２６に係合していないので、入力軸１８から出力軸１９に伝わる駆動力は前輪および後輪の一方の車輪にのみ伝達される。
【００２４】
次に、２Ｈから４Ｈまでドラムカム２が回転すると、ロッド４およびスリーブギヤ３１は軸方向に変位せず、ロッド３およびスリーブギヤ２３は軸方向右側に変位する。この結果、４Ｈでは、スリーブギヤ３１と入力軸１８および出力軸１９との係合、スリーブギヤ３１とスリーブギヤ３５との非係合は２Ｈと同様であり、変速機から入力軸１８に伝わる駆動力は減速されずに出力軸１９に伝達される。一方、出力軸１９とスリーブギヤ２３との係合は２Ｈと同様のままで、スリーブギヤ２３の外歯２５が平ギヤ２７の内歯２６に係合するので、入力軸１８から出力軸１９に伝わる駆動力は前輪および後輪の両方の車輪に伝達される。
【００２５】
次に、４ＨからＮまでドラムカム２が回転すると、ロッド４およびスリーブギヤ３１は軸方向に左側に変位し、ロッド３およびスリーブギヤ２３は変位しない。この結果、Ｎでは、スリーブギヤ３１とスリーブギヤ３５とが非係合のままで、スリーブギヤ３１の内歯３０が出力軸１９の外歯３７から離脱するので、変速機から入力軸１８に伝わる駆動力は全く出力軸１９に伝達されなくなる。また、出力軸１９とスリーブギヤ２３との係合、およびスリーブギヤ２３と平ギヤ２７との係合は４Ｈと同様である。
【００２６】
そして、Ｎから４Ｌまでドラムカム２が回転すると、ロッド４およびスリーブギヤ３１はさらに軸方向に左側に変位し、ロッド３およびスリーブギヤ２３は変位しない。この結果、４Ｌでは、スリーブギヤ３１と出力軸１９とが非係合のままで、スリーブギヤ３１の外歯３３がスリーブギヤ３５の内歯３４に係合するので、変速機から入力軸１８に伝わる駆動力は減速されて出力軸１９に伝達される。また、出力軸１９とスリーブギヤ２３との係合、およびスリーブギヤ２３と平ギヤ２７との係合は４Ｈと同様なので、入力軸１８から出力軸１９に伝わる減速された駆動力は前輪および後輪の両方の車輪に伝達される。
【００２７】
以上により、高速段の歯車係合状態と低速段の歯車係合状態との切替（つまり、４Ｈから４Ｌへの切替、または４Ｌから４Ｈへの切替）は、切替元の歯車係合状態の解除、ニュートラル（つまり、Ｎの状態）および切替先の歯車係合状態の形成の３段階を経て終了する。また、車両が走行しているときに歯車係合状態がＮになるのを回避するため、高速段と低速段との切替は、車両が停止しているときにのみ許可される。
【００２８】
シフトアクチュエータ１は、図２および図３に示すように、車載電源（図示せず）から給電されて駆動力としてのトルクを発生する電動機４５と、シフトアクチュエータ１の外部にトルクを出力する出力軸４６と、電動機４５のトルクを減速して出力軸４６に伝達する減速機構４７と、電動機４５のトルクを一時的に捩りトルクとして蓄え、電動機４５のトルクが出力軸４６に伝わるのを遅らせる待ち機構４８と、電動機４５から出力軸４６に向かう方向のみのトルクの伝達を許容するクラッチ機構４９と、トランスファ部１６の歯車係合状態の切替状況に応じた信号を出力する切替状況検出手段５０とを備える。
【００２９】
電動機４５は、電機子コイル（図示せず）と界磁コイル（図示せず）を有する周知の直流モータであり、電機子コイルに流れる電流と界磁コイルへの通電により生じる磁界との相互作用によりトルクを発生するものである。また、電動機４５への通電は、所定の電子制御装置（以下、ＥＣＵ５２と呼ぶ）により、乗員からの指令や各種センサから得られる検出信号に応じて制御される。
【００３０】
出力軸４６は、後記するギヤホイール５３と同軸に組み込まれ一体的に回転するものであり、電動機４５からドラムカム２に至る駆動力伝達経路のシフトアクチュエータ１における終端をなし、ドラムカム２の入力軸５４と係合してシフトアクチュエータ１の駆動力をトルクとしてドラムカム２に伝達する（図１参照）。
【００３１】
ここで、駆動力伝達経路は、電動機４５の出力軸５６（電動機出力軸５６とする）と出力軸４６との間に、減速機構４７、待ち機構４８およびクラッチ機構４９を構成する各種部材を組み込むことで形成される。すなわち、電動機出力軸５６、出力軸４６、ならびに減速機構４７、待ち機構４８およびクラッチ機構４９の各々を構成する各種部材の全部や一部は、駆動力伝達経路を形成する駆動力伝達要素である。
【００３２】
減速機構４７は、電動機出力軸５６と同軸に組み込まれ、クラッチ機構４９を介して電動機出力軸５６からトルクを伝達されて回転する電動機ピニオン５８、電動機ピニオン５８のギヤ６０と噛み合うギヤ６１を有するギヤホイール６２、ギヤホイール６２と同軸に組み込まれ一体的に回転するギヤピニオン６４、ギヤピニオン６４のギヤ６６と噛み合うギヤ６７を有するギヤホイール６８、ギヤホイール６８と同軸に組み込まれ、待ち機構４８を介してギヤホイール６８からトルクを伝達されて回転するギヤピニオン７０、ギヤピニオン７０のギヤ７２と噛み合うギヤ７３を有するギヤホイール５３等により構成されている。
【００３３】
待ち機構４８は、ギヤホイール６８とギヤピニオン７０との間に組み込まれている。そして、待ち機構４８は、ギヤホイール６８と一体に設けられて回転する入力側部材７５、入力側部材７５からトルクを伝達されて捩りトルクを蓄える捩りバネ７６、ギヤピニオン７０と同軸回転するように設けられ、捩りバネ７６から捩りトルクを伝達されて回転する出力側部材７７等により構成されている。
【００３４】
ここで、捩りバネ７６の２つの端部の内で一方の端部は、外周側に配されて入力側部材７５に当接されトルクの入力端をなす。他方の端部は、内周側に配されてギヤピニオン７０の軸部７９に組み込まれトルクの出力端をなす。また、軸部７９から外周側にレバー８０が延設されており、レバー８０が出力側部材７７に当接している。
【００３５】
これにより、電動機４５のトルクによって入力側部材７５が回転すると、捩りバネ７６は外周側から捩られて捩りトルクを蓄える。そして、蓄えられた捩りトルクは、捩りバネ７６の内周側で軸部７９に伝達されてレバー８０を回転させ、さらにレバー８０を介して出力側部材７７に伝達され出力側部材７７を回転させる。この結果、ギヤピニオン７０が出力側部材７７と同軸回転し、待ち機構４８から出力軸４６の方に捩りトルクが出力される。
【００３６】
クラッチ機構４９は、電動機出力軸５６と電動機ピニオン５８との間に形成されている。すなわち、クラッチ機構４９は、図４に示すように、カラー８２に保持される円柱状のクラッチ部材８３、電動機ピニオン５８と一体に設けられ、クラッチ部材８３に内周側から当接するクラッチインナ８４、電動機４５の外郭の一部をなし、クラッチ部材８３に外周側から当接するクラッチアウタ８５、電動機出力軸５６に嵌着されて電動機出力軸５６と一体に回転し、クラッチインナ８４に電動機４５のトルクを伝達するアームドライブ８６等を有する。
【００３７】
そして、通常運転時には、アームドライブ８６がクラッチインナ８４に当接して電動機出力軸５６から電動機ピニオン５８にトルクが伝達されるとともに、カラー８２にもアームドライブ８６が当接し、カラー８２とともにクラッチ部材８３が公転する。そして、例えば、トランスファ部１６において歯車係合状態の切替がもたついて過剰の捩りトルクが捩りバネ７６に蓄えられると、クラッチインナ８４が捩りトルクにより通常運転時とは逆方向に回転し、クラッチアウタ８５とともにクラッチ部材８３を強固に挟み込んでロックする。このため、クラッチインナ８４からアームドライブ８６への捩りトルクの伝達が阻止される。
【００３８】
切替状況検出手段５０は、駆動力伝達経路において捩りバネ７６よりも電動機４５の側に配される駆動力伝達要素の１つであるギヤホイール６８の回転位置を検出する第１検出手段８９と、駆動力伝達経路において捩りバネ７６よりも出力軸４６の側に配される駆動力伝達要素の１つであるギヤホイール５３の回転位置を検出する第２検出手段９０とにより構成されている。
【００３９】
第１検出手段８９は、ギヤホイール６８の裏面（つまり、捩りバネ７６の反対側の面）に形成される導電パターン９１と、複数の接点９２とにより構成される。第２検出手段９０によれば、ギヤホイール６８の回転位置に応じて、導電パターン９１と接点９２との当接状態が可変する（例えば、導電パターン９１と当接する接点９２の数が可変する）。この結果、導電パターン９１と接点９２との当接状態に応じた電気信号が出力されてＥＣＵ５２に入力される。
【００４０】
第２検出手段９０は、ギヤホイール５３の裏面（つまり、捩りバネ７６の反対側の面）に形成される導電パターン９３と、複数の接点９４とにより構成される。第２検出手段９０によれば、ギヤホイール５３の回転位置に応じて、導電パターン９３と接点９４との当接状態が可変する（例えば、導電パターン９３と当接する接点９４の数が可変する）。この結果、導電パターン９３と接点９４との当接状態に応じた電気信号が出力されてＥＣＵ５２に入力される。
【００４１】
ＥＣＵ５２は、制御機能および演算機能を発揮するＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶装置、入力装置ならびに出力装置等により構成される周知のマイクロコンピュータである。そして、ＥＣＵ５２は、図５（ａ）に示すように、第１、第２検出手段８９、９０等の各種センサから電気信号の入力を受け、これらの電気信号および乗員からの切替指令に基づき電動機４５への通電を制御する。
【００４２】
ここで、捩りバネ７６よりも出力軸４６の側の駆動力伝達経路には、捩りバネ７６のような駆動力を一時的に蓄えてその伝達を一時的に遮る部材が配されていないので、第２検出手段９０からの入力は、確実にトランスファ部１６の歯車係合状態を反映するものになる。このため、ＥＣＵ５２は、第２検出手段９０からの入力により、歯車係合状態の切替がもたついているか否かを確実に把握できる。
【００４３】
例えば、ＥＣＵ５２は、第２検出手段９０から入力される電気信号により、ギヤホイール５３の回転位置を、図５（ｂ）に示すように領域α〜δのいずれかの一領域にあることを把握する。ここで、ギヤホイール５３は捩りバネ７６よりも出力軸４６の側にあるので、ギヤホイール５３の回転位置は、確実にトランスファ部１６の歯車係合状態に対応したものになる。
【００４４】
したがって、ＥＣＵ５２は、例えば、ギヤホイール５３の回転位置が領域βにあることを把握した場合、歯車係合状態が４Ｈ、「不完全な４Ｈ」、ないしＮのいずれか１つにあることを把握できる。よって、ＥＣＵ５２は、４Ｈ→４Ｌの切替指令が入力されているときにギヤホイール５３の回転位置が領域βにあることを把握した場合、切替元の歯車係合状態（つまり、４Ｈ）の解除がもたついていると判断できる。また、ＥＣＵ５２は、４Ｌ→４Ｈの切替指令が入力されているときにギヤホイール５３の回転位置が領域βにあることを把握した場合、切替先の歯車係合状態（つまり、４Ｈ）の形成がもたついていると判断できる。
【００４５】
同様に、ＥＣＵ５２は、ギヤホイール５３の回転位置が領域γにあることを把握した場合、歯車係合状態がＮ、または「不完全な４Ｌ」にあることを把握できる。よって、ＥＣＵ５２は、４Ｈ→４Ｌの切替指令が入力されているときにギヤホイール５３の回転位置が領域γにあることを把握した場合、切替先の歯車係合状態（つまり、４Ｌ）の形成がもたついていると判断できる。また、ＥＣＵ５２は、４Ｌ→４Ｈの切替指令が入力されているときにギヤホイール５３の回転位置が領域γにあることを把握した場合、切替元の歯車係合状態（つまり、４Ｌ）の解除がもたついていると判断できる。
【００４６】
そして、ＥＣＵ５２は、Ｎを跨ぐ４Ｈと４Ｌとの間の歯車係合状態の切替において、切替元の歯車係合状態の解除がもたついていると判断したときに、切替元の歯車係合状態を形成するように電動機４５への通電を制御し、切替先の歯車係合状態の形成がもたついていると判断したときに、切替先の歯車係合状態を形成するように電動機４５への通電を制御する。
【００４７】
すなわち、ＥＣＵ５２は、４Ｈ→４Ｌの切替指令が入力されているときにギヤホイール５３の回転位置が領域βにあることを把握した場合、切替元の歯車係合状態（つまり、４Ｈ）の解除がもたついていると判断するので、４Ｈを形成するように電動機４５への通電を制御する。
【００４８】
ここで、ＥＣＵ５２は、目標の歯車係合状態を形成するため、第１検出手段８９から入力される電気信号により把握されるギヤホイール６８の回転位置を利用する。例えば、ＥＣＵ５２は、第１検出手段８９から入力される電気信号により、ギヤホイール６８の回転位置を、図５（ｂ）に示すように領域ａ〜ｈのいずれかの一領域にあることを把握する。
【００４９】
ここで、ギヤホイール６８は捩りバネ７６よりも電動機４５の側にあるので、ギヤホイール６８の回転位置は、歯車係合状態の切替がもたついた場合、歯車係合状態に対応したものにならない。しかし、切替のもたつきがなくなれば、ギヤホイール６８の回転位置も確実に歯車係合状態を反映するようになる。
【００５０】
そこで、ＥＣＵ５２は、上記のごとく４Ｈを形成するように電動機４５への通電を制御する場合、ギヤホイール６８の回転位置がｆとなるように電動機４５への通電を制御する。つまり、ギヤホイール６８の回転位置をｆとした状態で、トランスファ部１６において歯車係合状態の切替もたつきがなくなるまで待機する。
なお、この場合には、切替指令４Ｈ→４Ｌに対して最終的に４Ｈが形成されるので、乗員の切替指令に反して切替が実行されない。
【００５１】
また、ＥＣＵ５２は、４Ｌ→４Ｈの切替指令が入力されているときにギヤホイール５３の回転位置が領域βにあることを把握した場合、切替先の歯車係合状態（つまり、４Ｈ）の形成がもたついていると判断するので、４Ｈを形成するように電動機４５への通電を制御する。
【００５２】
この場合も、ＥＣＵ５２は、４Ｈを形成するため、ギヤホイール６８の回転位置がｆとなるように電動機４５への通電を制御する。つまり、ギヤホイール６８の回転位置をｆとした状態で、トランスファ部１６において歯車係合状態の切替もたつきがなくなるまで待機する。
なお、この場合には、切替指令４Ｌ→４Ｈに対して最終的に４Ｈが形成されるので、乗員の切替指令に従った切替が実行される。
【００５３】
同様に、ＥＣＵ５２は、４Ｈ→４Ｌの切替指令が入力されているときにギヤホイール５３の回転位置が領域γにあることを把握した場合、切替先の歯車係合状態（つまり、４Ｌ）の形成がもたついていると判断するので、４Ｌを形成するように電動機４５への通電を制御する。
【００５４】
そして、ＥＣＵ５２は、４Ｌを形成するように電動機４５への通電を制御する場合、ギヤホイール６８の回転位置がｅとなるように電動機４５への通電を制御する。つまり、ギヤホイール６８の回転位置をｅとした状態で、トランスファ部１６において歯車係合状態の切替もたつきがなくなるまで待機する。
なお、この場合には、切替指令４Ｈ→４Ｌに対して最終的に４Ｌが形成されるので、乗員の切替指令に従った切替が実行される。
【００５５】
また、ＥＣＵ５２は、４Ｌ→４Ｈの切替指令が入力されているときにギヤホイール５３の回転位置が領域γにあることを把握した場合、切替元の歯車係合状態（つまり、４Ｌ）の解除がもたついていると判断するので、４Ｌを形成するように電動機４５への通電を制御する。
【００５６】
この場合も、ＥＣＵ５２は、４Ｌを形成するため、ギヤホイール６８の回転位置がｅとなるように電動機４５への通電を制御する。つまり、ギヤホイール６８の回転位置をｅとした状態で、トランスファ部１６において歯車係合状態の切替もたつきがなくなるまで待機する。
なお、この場合には、切替指令４Ｌ→４Ｈに対して最終的に４Ｌが形成されるので、乗員の切替指令に反して切替が実行されない。
【００５７】
このように、ＥＣＵ５２は、入力された切替指令が４Ｌ→４Ｈ、４Ｈ→４Ｌのいずれであるかにかかわらず、ギヤホイール５３の回転位置が領域βにあることを把握した場合、４Ｈを形成するように電動機４５への通電を制御し、ギヤホイール６８の回転位置をｆにして待機する。同様に、ＥＣＵ５２は、入力された切替指令が４Ｌ→４Ｈ、４Ｈ→４Ｌのいずれであるかにかかわらず、ギヤホイール５３の回転位置が領域γにあることを把握した場合、４Ｌを形成するように電動機４５への通電を制御し、ギヤホイール６８の回転位置をｅにして待機する。
【００５８】
〔実施例１の効果〕
実施例１のシフトアクチュエータ１は、トランスファ部１６における歯車係合状態の切替状況に応じた信号を出力する切替状況検出手段５０を備える。そして、切替状況検出手段５０は、駆動力伝達経路において捩りバネ７６よりも電動機４５の側に配されるギヤホイール６８の回転位置を検出する第１検出手段８９と、捩りバネ７６よりも出力軸４６の側に配されるギヤホイール５３の回転位置を検出する第２検出手段９０とにより構成されている。
これにより、ＥＣＵ５２は、第２検出手段９０からの入力により、捩りバネ７６の出力側（つまり、駆動力伝達経路において出力軸４６の側）の駆動力伝達要素が切替先の歯車係合状態を示す変位状態になっているか否かを判断することができる。ここで、捩りバネ７６の出力側の駆動力伝達経路には、駆動力を一時的に蓄えてその伝達を一時的に遮る捩りバネ７６のような部材が配されていないので、第２検出手段９０からの入力は、確実に歯車係合状態を反映するものになる。このため、ＥＣＵ５２は、第２検出手段９０からの入力により、歯車係合状態の切替がもたついているか否かを確実に把握できる。
【００５９】
また、電動機出力軸５６と電動機ピニオン５８との間にクラッチ機構４９が形成されている。
これにより、待ち機構４８を構成する捩りバネ７６に蓄えられた捩りトルクが電動機４５の方に伝わるのを阻止することができるので、待ち機構４８による電動機４５の逆回転を防止することができる。
【００６０】
また、ＥＣＵ５２は、Ｎを跨ぐ４Ｈと４Ｌとの間の歯車係合状態の切替において、切替元の歯車係合状態の解除がもたついていると判断したときに、切替元の歯車係合状態を形成するように電動機４５への通電を制御し、切替先の歯車係合状態の形成がもたついていると判断したときに、切替先の歯車係合状態を形成するように電動機４５への通電を制御する。
これにより、ＥＣＵ５２は、切替元の歯車係合状態の解除がもたついているときに、Ｎを跨いで切替先の歯車係合状態まで大幅に係合状態を切り替えさせず、切替元の歯車係合状態を形成するように小幅の切替動作を行わせる。また、ＥＣＵ５２は、切替先の歯車係合状態の形成がもたついているときに、切替先の歯車係合状態を形成するように小幅の切替動作を行わせる。このため、ＥＣＵ５２は、４Ｈと４Ｌとの間の歯車係合状態の切替がもたついた場合、常に、小幅の切替動作が行われるように電動機４５への通電を制御する。この結果、切替元の歯車係合状態の解除がもたついた場合に切替先の歯車係合状態まで大幅に切替動作を行う必要がなくなるので、捩りバネ７６に低性能なものや小型のものを採用することができる。
【００６１】
〔変形例〕
実施例１の第１検出手段８９はギヤホイール６８の回転位置を検出するものであったが、第１検出手段８９により変位状態が検出される駆動力伝達要素はギヤホイール６８に限定されず、駆動力伝達経路において捩りバネ７６よりも電動機４５の側に配される駆動力伝達要素であれば、任意の駆動力伝達要素を選択して第１検出手段８９により変位状態を検出するようにしてもよい。
【００６２】
実施例１の第２検出手段９０はギヤホイール５３の回転位置を検出するものであったが、第２検出手段９０により変位状態が検出される駆動力伝達要素はギヤホイール５３に限定されず、駆動力伝達経路において捩りバネ７６よりも出力軸４６の側に配される駆動力伝達要素であれば、任意の駆動力伝達要素を選択して第２検出手段９０により変位状態を検出するようにしてもよい。
【００６３】
実施例１の待ち機構４８はギヤホイール６８とギヤピニオン７０との間に組み込まれていたが、待ち機構４８を組み込む位置はギヤホイール６８とギヤピニオン７０との間に限定されず、電動機４５からドラムカム２に至る駆動力伝達経路のいずれの位置に配してもよい。
【００６４】
実施例１のクラッチ機構４９は電動機出力軸５６と電動機ピニオン５８との間に形成されていたが、クラッチ機構４９を形成する位置は電動機出力軸５６と電動機ピニオン５８との間に限定されず、捩りバネ７６よりも電動機４５の側における駆動力伝達経路のいずれの位置に配してもよい。つまり、電動機４５で生じる駆動力が捩りバネ７６に伝わる前であれば、駆動力伝達経路のいずれの位置にクラッチ機構４９を配してもよい。
【００６５】
さらに、捩りバネ７６の位置は待ち機構４８を組み込む位置に応じて可変するので、クラッチ機構４９を形成できる位置も、待ち機構４８を組み込む位置に応じて可変する。例えば、ドラムカム２と出力軸４６との間に待ち機構４８を組み込めば、少なくとも出力軸４６よりも電動機４５の側における駆動力伝達経路のいずれかの位置にクラッチ機構４９を配することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】（ａ）はトランスファ切替装置の全体を示す説明図であり、（ｂ）は切替パターンを示すドラムカム外周面の展開図である。
【図２】軸に沿って切断したシフトアクチュエータの断面図である。
【図３】シフトアクチュエータの内部正面図である。
【図４】（ａ）は通常運転時のクラッチ機構の断面図であり、（ｂ）はロック時のクラッチ機構の断面図である。
【図５】（ａ）はＥＣＵによるシフトアクチュエータの制御を示す説明図であり、（ｂ）はトランスファ部における歯車係合状態、捩りバネ前の駆動力伝達要素の変位状態、および捩りバネ後の駆動力伝達要素の変位状態の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  シフトアクチュエータ
１８  入力軸（歯車）
１９  出力軸（歯車）
２３  スリーブギヤ（歯車）
２７  平ギヤ（歯車）
３１  スリーブギヤ（歯車）
３５  スリーブギヤ（歯車）
４２  遊星ギヤ（歯車）
４５  電動機
４６  出力軸（駆動力伝達要素）
４９  クラッチ機構  
５２  ＥＣＵ（シフトアクチュエータ制御装置）
５３  ギヤホイール（駆動力伝達要素）
５４  入力軸（駆動力伝達要素）
５６  電動機出力軸（駆動力伝達要素）
５８  電動機ピニオン（駆動力伝達要素）
６２  ギヤホイール（駆動力伝達要素）
６４  ギヤピニオン（駆動力伝達要素）
６８  ギヤホイール（駆動力伝達要素）
７０  ギヤピニオン（駆動力伝達要素）
７５  入力側部材（駆動力伝達要素）
７６  捩りバネ（駆動力伝達要素、バネ）
７７  出力側部材（駆動力伝達要素）
７９  軸部（駆動力伝達要素）
８０  レバー（駆動力伝達要素）
８４  クラッチインナ（駆動力伝達要素）
８６  アームドライブ（駆動力伝達要素）
８９  第１検出手段
９０  第２検出手段
【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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