(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電電流に応じて回転駆動するモータと、
該モータの出力軸の回転トルクを出力する出力機構と、
該出力機構を介して前記モータの回転トルクに応じた推力が伝達されるとともに位置の変位に応じて車両の駆動状態を切替え可能な出力部材と、
外部からの信号を入力して車両の駆動状態を選択するとともに選択された駆動状態となるべく前記モータへの通電を出力する制御機構と、
前記モータの出力軸と前記出力機構との間に配設され前記出力部材側から前記モータの出力軸側へ伝達される動力により前記出力軸が回転するのを禁止する逆転禁止機構と、
該逆転禁止機構と前記出力機構との間に配設され、前記モータの回転時且つ前記出力部材の作動不可時における前記モータの回転を吸収する回転吸収機構と、
を備え、前記制御機構は、前記モータの通電時において前記出力部材が作動不可となる第１状態を検出した場合には、前記第１状態に達した時点で前記モータへの通電を制限し、前記モータの通電時において前記出力部材が所定の負荷を受けながら作動する第２状態を検出すると、前記第２状態が所定時間継続した時点で前記モータへの通電を制限し、
前記第１状態は、前記モータに流れる電流が、前記モータの通電時において前記出力部材が作動不可となるときに前記モータに通電される電流値である第１所定電流値以上となる状態であり、前記第２状態は、前記モータに流れる電流が、前記第１所定電流値より小さく且つ前記出力部材が所定の負荷を受けながら作動するときに前記モータに通電される電流値である第２所定電流値以上となる状態であり、
前記制御機構は、前記モータの通電時において前記第１状態を検出した場合には、前記第１状態に達した時点で前記モータに流れる電流を前記第１所定電流値と前記第２所定電流値の間の電流値である第３所定電流値に設定し、前記モータの通電時において前記第２状態を検出した場合には、前記第２状態が前記所定時間継続した時点で、前記モータに流れる電流を前記第２所定電流値に設定し、
前記第２所定電流値は、前記出力部材が余分な負荷を受けることなく作動するときに前記モータに流れる所定の電流値よりも大きい電流値である、駆動切替装置用アクチュエータ。
【請求項２】
前記制御機構は、前記出力部材の作動が完了すると前記モータへの通電を停止することを特徴とする、請求項１に記載の駆動切替装置用アクチュエータ。
【請求項３】
前記制御機構は、前記モータの前記第２状態が継続されたときの前記モータの発熱量が、前記モータの許容発熱量を越えない範囲となるように、前記第２状態において前記モータに流れる電流値の大きさに応じて前記所定時間を設定することを特徴とする、請求項１に記載の駆動切替装置用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動状態を切替える駆動輪切替装置のアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の駆動輪切替装置として、特開平８−２２３９８３号公報に開示される技術がある。この公報には、通電電流に応じた出力トルクを発生するモータと、軸方向に往復動するロッドと、モータの出力トルクを軸方向の推力に変換してロッドに伝達し、モータへの通電が停止するとロッドに掛る負荷によってモータを逆回転させる動力伝達機構と、モータへの通電を所定時間（１秒）に設定するとともに、モータに所定値以上の電流が流れると電流をＰＷＭ（パルス幅変調）制御して所定トルク以上の出力トルクとならないように通電電流を制限するモータ駆動回路とを備える推力アクチュエータを、２輪駆動と４輪駆動とを切替える切替装置のアクチュエータとして採用した技術が開示されている。
【０００３】
この技術によると、モータに流れる通電電流が制限されてモータの出力トルクが抑えられるので、ロッドや動力伝達機構に大きな負荷が掛らなくなって、動力伝達機構や構成部品の小型化が可能になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記公報に開示される推力アクチュエータは、モータの駆動中にロッドがロックしてモータに掛かる負荷が所定値以上になると、モータへの通電電流を制限するように制御しているので、例えば、ロッドが移動しているにもかかわらず何らかの負荷がロッドに掛かった状態で、モータに掛かる負荷がロック時の負荷より小さいが通常状態（円滑にロッドが移動するときの状態）の負荷より大きくなった状態では、モータへの通電電流は制限されない。そのため、ロッドに掛かる負荷がロック時よりも小さく且つ通常時よりも大きい状態が継続すると、モータへの通電電流によってモータが発熱してしまうことが考えられる。
【０００５】
そこで本発明は、上記の実情に鑑みて、モータの駆動によって移動させられるロッド等の部材が作動不可とならない場合であっても、この部材に掛かる負荷が通常状態（円滑にロッドが移動して部材に掛かる負荷が極小となる状態）よりも大きい場合には、モータの発熱を可及的に抑えることが可能な駆動切替装置用アクチュエータを提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を解決するために請求項１の発明は、通電電流に応じて回転駆動するモータと、モータの出力軸の回転トルクを出力する出力機構と、出力機構を介して前記モータの回転トルクに応じた推力が伝達されるとともに位置の変位に応じて車両の駆動状態を切替え可能な出力部材と、外部からの信号を入力して車両の駆動状態を選択するとともに選択された駆動状態となるべくモータへの通電を出力する制御機構と、モータの出力軸と出力機構との間に配設され出力部材側からモータの出力軸側へ伝達される動力により出力軸が回転するのを禁止する逆転禁止機構と、逆転禁止機構と出力機構との間に配設され、モータの回転時且つ出力部材の作動不可時におけるモータの回転を吸収する回転吸収機構とを備え、制御機構は、モータの通電時において出力部材が作動不可となる第１状態を検出した場合には、第１状態に達した時点でモータへの通電を制限し、モータの通電時において出力部材が所定の負荷を受けながら作動する第２状態を検出すると、第２状態が所定時間継続した時点でモータへの通電を制限し、第１状態は、モータに流れる電流が、モータの通電時において出力部材が作動不可となるときにモータに通電される電流値である第１所定電流値以上となる状態であり、第２状態は、モータに流れる電流が、第１所定電流値より小さく且つ出力部材が所定の負荷を受けながら作動するときにモータに通電される電流値である第２所定電流値以上となる状態であり、制御機構は、モータの通電時において第１状態を検出した場合には、第１状態に達した時点でモータに流れる電流を第１所定電流値と第２所定電流値の間の電流値である第３所定電流値に設定し、モータの通電時において第２状態を検出した場合には、第２状態が前記所定時間継続した時点で、モータに流れる電流を第２所定電流値に設定し、第２所定電流値は、出力部材が余分な負荷を受けることなく作動するときにモータに流れる所定の電流値よりも大きい電流値である、駆動切替装置用アクチュエータとした。
【０００７】
請求項１によると、制御機構に入力される信号により駆動状態が選択されるとともにモータへの通電が行われ、出力軸から逆転禁止機構、回転吸収機構及び出力機構を介して出力部材に回転トルクが伝達される。ここで、駆動状態の切替えが円滑に行われずに出力部材が作動不可になると回転吸収機構によってモータの回転が吸収されて出力部材が作動しなくなって第１状態になる。制御機構は第１状態に達した時点でモータの通電を制限するので、モータへの通電電流が抑えられてモータには過電流が流れることなく、モータの発熱が抑えられる。また、駆動状態の切替えが円滑に行われずに出力部材が所定の負荷を受けながら作動すると第２状態になる。第２状態では、出力部材が作動するので第１状態よりもモータに掛かる負荷が小さく、モータの発熱は第１状態よりも低い。しかしながら、第２状態が継続するとモータが徐々に発熱してしまう可能性がある。そのため、制御機構は、第２状態が所定時間継続した時点でモータへの通電を制限することでモータの発熱が許容範囲を越えないようにして、モータの発熱を確実に抑えることが可能になる。これによって、モータの発熱のおそれがある場合には確実にモータの通電が制限されることになるので、モータを小型化することも可能である。
【０００８】
具体的には、請求項２に示すように、制御機構は、出力部材の作動が完了するとモータへの通電を停止するようにすると、モータの発熱を更に確実に抑えることが可能になり、好適である。
【０００９】
更に好ましくは、請求項３に示すように、制御機構が、モータの第２状態が継続されたときのモータの発熱量が、モータの許容発熱量を越えない範囲となるように、第２状態の下でモータに流れる電流値の大きさに応じて所定時間を設定すると、モータの発熱が許容範囲を越えないように精度良く制御することができ、好適である。
【００１０】
【実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に本実施の形態の切替装置用アクチュエータにより駆動状態が切替えられる駆動切換装置１０の断面図を示す。図１では各構成が見難くならないように一部の構成を除いてハッチングを省略している。
【００１１】
駆動切替装置１０は変速機（図示せず）の出力である入力軸２４と車両の前輪駆動軸１２と後輪駆動軸１１との間に配設されており、後述する駆動切替装置用アクチュエータ３０の作動によって車両の駆動状態を２輪駆動、４輪駆動（センターデフロック）及び４輪駆動（センターデフフリー）の３つの状態に切替える装置である。尚、本実施の駆動切替装置１０は、これらの３つの状態に加え、減速機２３によって４輪駆動時における終減速比をハイギヤとローギヤに切替可能な構成となっている。ハイ＆ローシフトレバー２０を運転席から手動で切替えることによってハイギヤとローギヤとの切替えが行われる。後輪駆動軸１１には入力軸２４を介して回転駆動力が伝達され、後輪駆動軸１１の回転駆動力はセンターデフユニット１３からサイレントチェーン１９を介して前輪駆動軸１２に伝達可能に構成されている。センターデフユニット１３は前輪駆動軸１２と後輪駆動軸１１との間の回転数の差を吸収する装置であり、遊星歯車機構によって構成されている。
【００１２】
駆動切替装置１０の構成について説明する。駆動切替装置１０は、駆動切替装置用アクチュエータ３０の出力部材であるロッド３３に連結される第１シャフト１４と、第１シャフト１４と並行に配設される第２シャフト１５と、第１シャフト１４及び第２シャフト１５に対して所定の範囲内で軸方向に移動可能に配設される２駆−４駆切替シフトフォーク１６及びセンターデフロックシフトフォーク１７と、各シフトフォーク１６、１７の端部に固定されるスリーブ１６Ａ、１７Ａとを備えている。第１シャフト１４及び第２シャフト１５には、各シャフト１４、１５に対するシフトフォーク１６、１７の軸方向の移動可能な範囲を規定するために複数の大径部１４Ａ、１５Ａが形成され、第１シャフト１４が軸方向へ移動して各シフトフォーク１６、１７が大径部１４Ａ、１５Ａに引っ掛かることでシフトフォーク１６、１７のそれぞれの軸方向位置が規定される。
【００１３】
駆動切替装置１０による駆動状態の切替について説明する。本実施の形態の駆動切替装置はロッド３３の位置に応じて車両の駆動状態を２輪駆動、４輪駆動（センターデフロック）及び４輪駆動（センターデフフリー）の３つの状態に切替え、ロッド３３の位置に応じて第１シャフト１４が軸方向に移動されることで各シャフト１４、１５に配設される２駆−４駆切替シフトフォーク１６及びセンターデフロックシフトフォーク１７が軸方向に移動して、各シフトフォーク１６、１７の端部に設けられたスリーブ１６Ａ、１７Ａが軸方向に移動される。これによって車両の駆動状態が切替えられる。４輪駆動（センターデフフリー）状態では、前輪駆動軸１２側の部材とセンターデフユニット１３とが連結されて、遊星歯車機構の遊星歯車作用によって両駆動軸１１、１２の回転数の差を吸収しながら後輪駆動軸１１の回転駆動力がサイレントチェーン１９を介して前輪駆動軸１２に伝達される。４輪駆動（センターデフロック）状態ではスリーブ１７Ａが図面上側の位置となってセンターデフユニット１３の遊星歯車機構がロックされ、前輪駆動軸１２と後輪駆動軸１１とが直結状態となり、両駆動軸１１、１２は同じ回転数で回転駆動する。また、２輪駆動の状態では前輪駆動軸１２側の部材とセンターデフユニット１３が連結されずに、後輪駆動軸１１のみに入力軸２４の回転駆動力が伝達される。
【００１４】
次に、駆動切替装置用アクチュエータ３０について詳細に説明する。図２は本実施の形態における駆動切替装置用アクチュエータ３０の断面図、図３は図２のＡ視図である。駆動切替装置用アクチュエータ３０は、通電電流に応じて回転駆動するモータ３１と、モータ３１の出力軸３１Ａの回転トルクを軸方向の推力に変換して出力する出力機構３２と、出力機構３２を介してモータ３１の回転トルクに応じた推力が伝達され、伝達された推力に応じて位置が変位する出力部材としてのロッド３３と、モータ３１の出力軸３１Ａと出力機構３２との間に配設されロッド３３側から出力軸３１Ａ側へ伝達される動力により出力軸３１Ａが回転するのを禁止する逆転禁止機構としてのサイクロイドギヤ３４と、サイクロイドギヤ３４と出力機構３２との間に配設され、モータ３１の回転時且つロッド３３の往復動不可時におけるモータ３１の回転を吸収する回転吸収機構３５と、回転吸収機構３５と出力軸３１Ａとの間に配設され、出力軸３１Ａの回転角度を検出するリミットスイッチ３６とをハウジング３７内に配設している。尚、サイクロードギア３４の代わりにウォームギアを用いてもよい。更に駆動切替装置要アクチュエータ３０は、外部からの信号を入力して車両の駆動状態を選択し、選択された駆動状態となるべくモータ３１への通電を出力する制御機構４０をハウジング３７の外部に備えている。制御機構４０の回路構成を図４に示す。
【００１５】
回転吸収機構３５は、サイクロイドギヤ３４を介してモータ３１の出力軸３１Ａの回転を伝達可能なモータ側回転部材３５Ａと、一端がモータ側回転部材３５Ａに固定され且つモータ側回転部材３５Ａの回転方向に弾縮可能な弾性部材としてのスパイラルスプリング３５Ｂと、スパイラルスプリング３５Ｂの他端に固定されるとともに出力機構３２に回転力を伝達可能な出力側回転部材３５Ｃと、モータ側回転部材３５Ａと出力側回転部材３５Ｃとの間に配設されるプレート３５Ｄと、を備えている。
【００１６】
リミットスイッチ３６は４つの端子ａ、ｂ、ｃ、ｄを有し、出力軸３１Ａの回転角度に応じて各端子における接点の接触・非接触の組み合せが変化して出力軸３１Ａの回転角度を検出するものであり、３つの駆動状態に対応したロッド３３の位置及び各位置の中間位置が検出可能である。表１はリミットスイッチ３６の各端子ａ、ｂ、ｃ、ｄの接触状態と車両の駆動状態の設定位置との関係を示す表である。表１において○は接点の接触時を示し、空欄は非接触時を示している。
【００１７】
【表１】
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表１に示すように４つの端子ａ、ｂ、ｃ、ｄの接触状態が変化することでリミットスイッチ３６の設定位置Ｉ〜Ｖを検出し、更に設定位置がＩ〜Ｖのどの位置にあるかによって車両の駆動状態の設定位置Ａ〜Ｃ、及びそれらの中間位置が検出される。ここで、設定位置Ａは２輪駆動、設定位置Ｂは４輪駆動（センターデフフリー）、設定位置Ｃは４輪駆動（センターデフロック）に対応するロッド３３の軸方向位置を示している。尚、リミットスイッチ３６の端子ａはアースであり、常時接触している。
【００１８】
制御機構４０について説明する。制御機構４０は、外部からの信号であるバッテリー（図示せず）から供給される電源、車速、手動スイッチ５０のオン・オフ、リミットスイッチ３６の各端子ｂ、ｃ、ｄの接触・非接触、及びモータ３１に流れる電流を入力して、これら入力された信号に応じた駆動状態となるようにモータ３１への通電電流を算出し、この算出された電流値を出力すべくリレー４２、４３及びＦＥＴ４４、４５のオン・オフを出力するＣＰＵ４１により構成される。モータ３１に流れる電流に関しては、抵抗４７に流れる電流をオペアンプ４６にて第１所定電流値Ｉ１、第２所定電流値Ｉ２と比較することで、モータ３１に流れる電流が第１所定電流値Ｉ１、或いは第２所定電流値Ｉ２に達しているか否かを検知している。
【００１９】
駆動切替装置用アクチュエータ３０の作動について、図５のフローチャートおよび図６〜図９のタイムチャートを用いて説明する。本実施の形態では４輪駆動（センターデフフリー）から４輪駆動（センターデフロック）へ切替わるときの各構成の作動を用いて説明する。図６および図８はモータ３１に流れる電流と時間、図７および図９はロッド３３のストロークと時間の関係をそれぞれ示している。
【００２０】
制御がスタートすると、先ずステップＳ１００に進んで、駆動切替装置１０に切替の要求があったか否かを判断すべく、手動スイッチ５０がオンされたか否かを判定する。手動スイッチ５０がオンされたと判定されると、切替要求有りと判断してＹｅｓと判定されてステップＳ１１０に進んでＣＰＵ４１がリレー４２、４３及びＦＥＴ４４、４５のオン・オフ信号を出力し、モータ３１への通電を開始する（ｔ０）。
【００２１】
そして、ステップＳ１２０に進んで、モータ３１への通電開始によりモータ３１に流れる突入電流を意図的に抑える制御（突入制御）が完了したか否かを判断する。このステップＳ１２０では、実際にはステップＳ１１０でモータ３１への通電が開始されてから所定の時間（ｔ１）が経過したか否かを判定している。ステップＳ１２０は、時間（ｔ１）が経過するまで繰り返し処理される。
【００２２】
ステップＳ１２０でＹｅｓと判定されると、ステップＳ１３０に進んでモータ３１を常時通電する制御を実行する。ステップＳ１３０の常時通電が開始すると、安定した電流Ｉ２がモータ３１に流れて出力軸３１Ａが回転駆動し、出力機構３２を介してロッド３３が軸方向に変位する。時間ｔ０〜ｔ２まではロッド３３の軸方向の変位は規制されることなく時間に比例してロッド３３がストロークする。尚、時間ｔ０〜ｔ２の間でスパイラルスプリング３５Ｂに作用する荷重は各部材の摺動抵抗だけである。
【００２３】
次に、ステップＳ１４０にて、表１で示したリミットスイッチ３６の設定位置モータ３１への通電が開始されてからの時間、およびモータ３１に流れる電流の大きさに基づいて、ロッド３３の移動が完了したか（ロッド３３が所望の位置に移動したか）否かを判定する。ここで、ロッド３３のストロークに伴うセンターデフロックシフトフォーク１７の軸方向の変位に際して、スリーブ１７Ａの内外周に形成されたスプラインとセンターデフユニット１３に形成されたスプラインとが噛合うと、センターデフユニット１３の遊星歯車機構が作用しないようにスリーブ１７Ａが遊星歯車機構を一体回転させてセンターデフロック状態となって、ロッド３３の移動が完了する。しかしながら、スリーブ１７Ａが軸方向に変位してもセンターデフフリーの状態では遊星歯車機構が作用しているためにスリーブ１７Ａの内外周に形成されたスプラインとセンターデフユニット１３に形成されたスプラインとは直ぐには噛合わず、スリーブ１７Ａのスプラインとセンターデフユニット１３のスプラインとが噛合ってロッド３３の移動が完了するまでは、スパイラルスプリング３５Ｂが弾縮した状態（以下、待ち状態と称す）を保持している。この待ち状態には、ロッド３３が軸方向に変位できない状態（第１状態）と、ロッド３３が所定の負荷を受けながら軸方向に変位する状態（第２状態）の２つの状態があり、これらの状態の下では、モータ３１に流れる電流値は徐々に大きくなる。
【００２４】
ロッド３３の移動が完了していないときにはステップＳ１４０でＮｏと判定されて、ステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０にて、モータ３１に流れる電流が第２所定電流値Ｉ２以上であるか否かが判定される。上述した第１状態或いは第２状態の下ではスプラインが正常に噛合っていないためモータ３１に負荷がかかり、モータ３１に流れる電流は第２所定電流値Ｉ２以上になる。尚、第２所定電流値Ｉ２は、スプラインが正常に噛合った状態でロッド３３が余分な負荷を受けることなく移動するときにモータ３１に流れる電流値Ｉｓよりも若干大きい電流値に設定されており、電流値Ｉｓは、時間ｔ１からｔ２の範囲においてモータ３１に流れる電流値と同等の値である。
【００２５】
モータ３１に流れる電流が第２所定電流値Ｉ２以上であると、ステップＳ１５０でＹｅｓと判定されて、ステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、モータ３１に流れる電流が第１所定電流値Ｉ１（Ｉ１＞Ｉ２）より小さいか否かが判定される。尚、第１所定電流値Ｉ１は、モータ３１への通電が行われているにもかかわらずスプラインが噛合わずにロッド３３がロック状態となってロッド３３が作動不可となる第１状態において、モータ３１に流れる電流値となるように設定されている。つまり、第１所定電流値Ｉ１は、モータ３１の出力軸３１Ａが回転できない状態でモータ３１への通電が制限されないとき（常時通電時）に、モータ３１を流れるであろうと推測される電流値である。
【００２６】
ステップＳ１６０においてモータ３１の電流が第１所定電流値Ｉ１以上である場合（図６の時間ｔ３）には、ステップＳ１６０にてＮｏと判定され、ステップＳ１８０へと進む。この場合には、スプラインが噛合わずにロッド３３がロック状態となってロッド３３が作動不可となる第１状態と判断される（図７の時間ｔ２からｔ５）。
【００２７】
ステップＳ１８０に進むと、モータ３１の発熱を抑えるべく、モータ３１の通電電流を制限する。ステップＳ１８０では、ＰＷＭ制御によりモータ３１に流れる電流を第３所定電流Ｉ３（Ｉ１＞Ｉ３＞Ｉ２）に設定するとともにＯＮ・ＯＦＦ制御により電流の通電・非通電を行うように設定されている。具体的には、一旦ステップＳ１８０が実行されると、ＰＷＭ制御にてモータ３１の電流を第３所定電流値Ｉ３とし、カウンタを１つインクリメントする。ステップＳ１８０が実行されるとステップＳ１４０に戻り、再びロッド３３の移動が完了したか否かを判定する。ステップＳ１８０の処理はロッド３３の移動が完了しないかぎり繰り返し実行され、カウンタの値がＮ１になるまでモータへの通電電流は第３所定電流値Ｉ３を維持し続ける。カウンタの値がＮ１になるとカウンタをクリアし、通電電流のＯＮ制御からＯＦＦ制御に切替わる。その後、ステップＳ１８０を実行するときにはモータ３１への通電を停止するとともにカウンタを１つインクリメントする。ロッド３３の移動が完了、或いはモータ３１に流れる電流の値が変化しないかぎり更にステップＳ１８０が繰り返し実行され、カウンタの値がＮ２になるまでモータへの通電は行われない。そして、カウンタの値がＮ２になるとカウンタをクリアし、電流のＯＦＦ制御から再びＯＮ制御に切替わる。このように、ロッド３３の移動が完了することなくステップＳ１８０が繰り返し（Ｎ１＋Ｎ２以上）実行されると、モータ３１への通電電流のＰＷＭ制御およびＯＮ・ＯＦＦ制御が行われて、過電流によるモータ３１の発熱を抑える。ここで、ステップＳ１８０の実行によって図６の時間ｔ３〜ｔ５であらわされるＰＷＭ制御及びＯＮ・ＯＦＦ制御を併せて間欠通電制御１と称する。尚、出力軸３１Ａはサイクロイドギヤ３４を介して回転吸収機構３５に連結されているので、モータ３１が非通電（ＯＦＦ制御中）になっても出力軸３１Ａが逆方向に回転することはなく、電流の通電・非通電のＯＮ・ＯＦＦ制御が可能になる。
【００２８】
ステップＳ１６０においてモータ３１の電流が第１所定電流値Ｉ１より小さい場合（図８の時間ｔ３）には、ステップＳ１６０でＹｅｓと判定され、ステップＳ１７０へと進む。ステップＳ１６０でＹｅｓと判定されたときには、モータ３１を流れる電流は第２所定電流値Ｉ２と第１所定電流値Ｉ１との間である。この場合には、ロッド３３は作動しているが、モータ３１の出力軸３１Ａには負荷がかかっている第２状態と判断される（図９の時間ｔ３からｔ４）。この第２状態は、例えば、スプラインが完全には噛合っていないがモータ３１の駆動により得られるロッド３３の推力によってゆっくりとスプラインが噛合っていく場合や、遊星歯車機構の作動により遊星歯車機構のスプラインの側面とロッド３３のスプラインの側面との摺接時の負荷が大きい場合などが考えられる。ステップＳ１７０では、ステップＳ１５０でＹｅｓと判定されてからの時間が、所定時間ｔｓ以上であるか否かを判定している。つまり、モータ３１が第２状態になってからの時間が所定時間ｔｓを経過したか否かを判定している。ステップＳ１７０における所定時間ｔｓは、モータ３１の第２状態が継続されたときのモータ３１の発熱量が、モータ３１の許容発熱量を越えない範囲となるようにあらかじめ設定されており、モータ３１に流れる電流の値に応じて設定されている。モータ３１が第２状態であるが所定時間ｔｓを越えていなければ、ステップＳ１７０にてＮｏと判定され、ステップＳ１３０に戻りモータ３１へ常時通電する。第２状態が所定時間ｔｓ以上継続されると（図８の時間ｔ４）、ステップＳ１７０にてＹｅｓと判定され、ステップＳ１９０に進む。
【００２９】
ステップＳ１９０に進むと、モータ３１の発熱を抑えるべく、モータ３１の通電電流を制限する。ステップＳ１９０では、ＰＷＭ制御によりモータ３１に流れる電流を第２所定電流Ｉ２に設定するとともにＯＮ・ＯＦＦ制御により電流の通電・非通電を行うように設定されている。具体的には、一旦ステップＳ１９０が実行されると、ＰＷＭ制御にて第２所定電流値Ｉ２を維持し、カウンタを１つインクリメントする。ステップＳ１９０が実行されるとステップＳ１４０に戻り、再びロッド３３の移動が完了したか否かを判定する。ステップＳ１９０の処理はロッド３３の移動が完了しないかぎり繰り返し実行され、カウンタの値がＮ３になるまでモータへの通電電流は第２所定電流値Ｉ２を維持し続ける。カウンタの値がＮ３になるとカウンタをクリアし、通電電流のＯＮ制御からＯＦＦ制御に切替わる。その後、ステップＳ１９０を実行するときにはモータ３１への通電を停止するとともにカウンタを１つインクリメントする。ロッド３３の移動が完了、或いはモータ３１に流れる電流の値が変化しないかぎり更にステップＳ１９０が繰り返し実行され、カウンタの値がＮ４になるまでモータへの通電は行われない。そして、カウンタの値がＮ４になるとカウンタをクリアし、電流のＯＦＦ制御から再びＯＮ制御に切替わる。このように、ロッド３３の移動が完了することなくステップＳ１９０が繰り返し（Ｎ３＋Ｎ４以上）実行されると、モータ３１への通電電流のＰＷＭ制御およびＯＮ・ＯＦＦ制御が行われて、過電流によるモータ３１の発熱を抑える。ここで、ステップＳ１９０の実行によって図８の時間ｔ４〜ｔ５であらわされるＰＷＭ制御及びＯＮ・ＯＦＦ制御を併せて間欠通電制御２と称する。
【００３０】
第１状態から間欠通電制御１を行った後にスリーブ１７Ａのスプラインとセンターデフユニット１３のスプラインとが噛合ってロッド３３が所望の位置に近づく、或いは第２状態から間欠通電制御２を行った後にロッド３３が徐々に動作して所望の位置に近づくと、スパイラルスプリング３５Ｂは弾縮状態から非弾縮状態に移行していくので、スパイラルスプリング３５Ｂの荷重が小さくなる。したがって、モータ３１の出力軸３１Ａにかかる負荷は小さくなり、モータ３１を流れる電流は第３所定電流値Ｉ３或いは第２所定電流値Ｉ２より小さくなる（図６および図８の時間ｔ５）。そしてモータ３１を常時通電する制御を実行（時間ｔ６）する。この状態で常時通電が開始されると安定した電流Ｉｓがモータ３１に流れて出力軸３１Ａが回転駆動し、スリーブ１７Ａがスプラインに沿って駆動状態の切替え完了の位置まで変位する（時間ｔ６からｔ７）。ロッド３３の移動が完了するとリミットスイッチ３６が所望の位置に切替えられるので、ステップＳ１４０にて、ロッド３３の移動が完全に完了したと判断されて、ステップＳ２２０に進んでモータ３１への通電を停止するとともに、本制御を一旦終了する。このように、上述した各ステップが実行されることで、モータ３１の発熱を抑えながら駆動切替装置の４輪駆動（センターデフフリー）から４輪駆動（センターデフロック）への切替えが完了する。
【００３１】
本実施の形態では、上述した処理（Ｓ１３０〜Ｓ１９０）は、ステップＳ１４０にてロッド３３の移動が完了したと判定されるまで行われるようになっているが、駆動切替装置の非常時への対応を考慮して、モータ３１への通電が開始してから長時間経過してもロッド３３の移動が完了しない場合にはモータ３１への通電を停止するなどの制御を付加してもよい。
【００３２】
また、本実施の形態では、ステップＳ１６０でＹｅｓと判定され第１状態から実行される間欠通電制御１と、ステップＳ１７０でＹｅｓと判定され第２状態から実行される間欠通電制御２とを異なる通電制御として説明したが、モータ３１の発熱量が許容範囲内であれば、第１状態と第２状態におけるＰＷＭ制御の電流値、電流をＯＮ制御からＯＦＦ制御に切替える際のカウンタの値、或いは電流をＯＦＦ制御からＯＮ制御に切替える際のカウンタの値を同一の値に設定してもよい。
【００３３】
更に、上述した実施の形態では、モータ３１に流れる電流の大きさに応じて電流をデューティ制御することでモータ３１の発熱を抑えるようにしたが、これ以外の方法として、モータ３１の温度を検出する温度センサを備えるようにして、第１状態のときのモータ３１の温度と第２状態のときのモータ３１の温度とに応じて、ＣＰＵ４１がモータ３１への通電を制限するようにしてもよい。また、モータ３１の温度以外に、モータ３１の出力軸３１Ａにかかる負荷の大きさを直接検出して第１状態と第２状態とを判断し、間欠通電制御を行うようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によると、制御機構は第１状態に達した時点でモータの通電を制限するので、モータへの通電電流が抑えられてモータには過電流が流れることなく、モータの発熱が抑えられる。また、制御機構は、第２状態が所定時間継続した時点でモータへの通電を制限することでモータの発熱が許容範囲を越えないようにして、モータの発熱を確実に抑えることが可能になる。これによって、モータの発熱のおそれがある場合には確実にモータの通電が制限されることになるので、モータを小型化することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における駆動切換装置の断面図である。
【図２】本実施の形態における駆動切替用アクチュエータの断面図である。
【図３】図２のＡ視図である。
【図４】本実施の形態における制御機構の回路図である。
【図５】本実施の形態における制御機構による制御を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態における駆動切替用アクチュエータに係るタイムチャートである。
【図７】本実施の形態における駆動切替用アクチュエータに係るタイムチャートである。
【図８】本実施の形態における駆動切替用アクチュエータに係るタイムチャートである。
【図９】本実施の形態における駆動切替用アクチュエータに係るタイムチャートである。
【符号の説明】
１０・・・駆動切替装置                  １１・・・後輪駆動軸
１２・・・前輪駆動軸                    １３・・・センターデフユニット
１４・・・第１シャフト                  １５・・・第２シャフト
１６・・・２駆−４駆切替シフトフォーク
１７・・・センターデフロックシフトフォーク
１９・・・サイレントチェーン            ２０・・・ハイ＆ローシフトレバー
２３・・・減速機                        ２４・・・入力軸
３０・・・駆動切替装置用アクチュエータ  ３１・・・モータ
３２・・・出力機構                      ３３・・・ロッド（出力部材）
３４・・・サイクロイドギヤ（逆転禁止機構）
３５・・・回転吸収機構
３６・・・リミットスイッチ              ３７・・・ハウジング
４０・・・制御機構                      ５０・・・手動スイッチ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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