(57)【要約】【課題】トルク配分制御とレンジ切替制御とを共通のモータを用いて行うトランスファ装置において、ギヤピースとスリーブとを噛み合わせる際に、フォーク等の破損を抑制する。【解決手段】トルク配分制御におけるクラッチの押し付けと、フォークの移動によりスライドするスリーブの歯をハイギヤピースまたはローギヤピースと噛み合わせて低速レンジまたは高速レンジを成立させるレンジ切替制御におけるフォークの移動と、が共通のモータを用いて行われるトランスファ装置である。レンジ切替制御時に、スリーブの位置が目標位置と一致するようにモータを駆動する位置制御を行うトランスファＥＣＵを備えている。トランスファＥＣＵは、スリーブの歯のチャンファが、ハイギヤピースおよびローギヤピースのうち当該スリーブと噛み合おうとするギヤピースのチャンファと、軸方向に少なくとも一部重なる位置にある場合には、モータの駆動電流を制御する電流制御を行う。【選択図】図５
2017159763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチを用いて主駆動輪と副駆動輪とのトルク配分を行うトルク配分制御におけるクラッチの押し付けと、フォークの移動により軸方向にスライドするスリーブの歯を軸方向に離れて配置されたハイギヤピースまたはローギヤピースと噛み合わせて高速レンジまたは低速レンジを成立させるレンジ切替制御におけるフォークの移動と、が共通のモータを用いて行われるトランスファ装置であって、
上記レンジ切替制御時に、上記スリーブの位置が目標位置と一致するように上記モータを駆動する位置制御を行う制御装置を備えており、
上記制御装置は、上記スリーブの歯のチャンファが、上記ハイギヤピースおよびローギヤピースのうち当該スリーブと噛み合おうとするギヤピースのチャンファと、軸方向に少なくとも一部重なる位置にある場合には、上記モータの駆動電流を制御する電流制御を行うように構成されていることを特徴とするトランスファ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスファ装置に関し、特に、主駆動輪と副駆動輪とのトルク配分を行うクラッチと、高速レンジと低速レンジとの切り替えを行うレンジ切替機構とを備えるトランスファ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、主駆動輪と副駆動輪との間に設けられ、主駆動輪に伝達される駆動力の一部を副駆動輪に伝達するトランスファ装置が知られている。このようなトランスファ装置には、主駆動輪と副駆動輪とのトルク配分を行うクラッチや、通常走行時に用いる高速レンジとオフロード走行時に用いる低速レンジとを成立させるレンジ切替機構等を備えるものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、湿式多板クラッチの摩擦力をアクチュエータにより制御して、前後輪のトルク配分を行う差動制限機構と、シフトアクチュエータにより制御されるフォークの移動によって軸方向にスライドするスリーブの歯を、軸方向に離れて配置されたハイギヤピースまたはローギヤピースと噛み合わせて高速レンジと低速レンジとを切り替えるレンジ切替機構の両方を備えるトランスファ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２５２８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、製造コストおよび車体重量の低減のためには、上記特許文献１のもののように、湿式多板クラッチの摩擦力を制御するアクチュエータと、フォークの移動を制御するシフトアクチュエータとを分けるのではなく、例えば共通のモータを用いて、クラッチによるトルク配分と、フォークによるレンジ切替と、を行うのが好ましい。
【０００６】
しかしながら、このような構成では、フォークの移動が通常、スリーブの位置が目標位置と一致するようにモータを駆動する位置制御によって行われていること、および、トルク配分を行うのに必要な荷重（例えば数万Ｎ）とレンジ切替を行うのに必要な荷重（例えば数百Ｎ）とが大きく乖離していることに起因して、以下のような問題がある。
【０００７】
すなわち、スリーブの歯における軸方向の歯先、並びに、ハイギヤピースおよびローギヤピースの軸方向の歯先には、チャンファと呼ばれる面取り部が形成されており、このチャンファによって、軸方向に接近する歯同士が円滑に噛み合うようになっている。かかるチャンファが適切に機能すれば、フォークの移動によってスリーブが滑らかにスライドしながら押し分けが完了し、スリーブの歯とハイギヤピースまたはローギヤピースとが噛み合うことになる。
【０００８】
しかしながら、フォークの移動によってスリーブをスライドさせた際、例えば、スリーブの歯におけるチャンファの頂点と、ハイギヤピースまたはローギヤピースのチャンファの頂点とが当接したような場合（所謂、頂点当たりが発生した場合）には、荷重を上げても押し分けが困難となる。にもかかわらず、位置制御を行っているため、モータによる荷重がトルク配分を行うのに必要なオーダまで上昇してしまい、換言すると、例えば数万Ｎの荷重がフォーク等にかかってしまい、最悪の場合にはフォーク等の破損を招くおそれがある。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トルク配分制御におけるクラッチの押し付けとレンジ切替制御におけるフォークの移動とを共通のモータを用いて行うトランスファ装置において、ハイギヤピースまたはローギヤピースとスリーブの歯とを噛み合わせる際に、フォーク等の破損を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明に係るトランスファ装置では、レンジ切替中におけるスリーブの位置によって、モータに対する２種類の制御を使い分けるようにしている。
【００１１】
具体的には、本発明は、クラッチを用いて主駆動輪と副駆動輪とのトルク配分を行うトルク配分制御におけるクラッチの押し付けと、フォークの移動により軸方向にスライドするスリーブの歯を軸方向に離れて配置されたハイギヤピースまたはローギヤピースと噛み合わせて高速レンジまたは低速レンジを成立させるレンジ切替制御におけるフォークの移動と、が共通のモータを用いて行われるトランスファ装置を対象としている。
【００１２】
そして、このトランスファ装置は、上記レンジ切替制御時に、上記スリーブの位置が目標位置と一致するように上記モータを駆動する位置制御を行う制御装置を備えており、上記制御装置は、上記スリーブの歯のチャンファが、上記ハイギヤピースおよびローギヤピースのうち当該スリーブと噛み合おうとするギヤピースのチャンファと、軸方向に少なくとも一部重なる位置にある場合には、上記モータの駆動電流を制御する電流制御を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
この構成によれば、スリーブの歯のチャンファが、当該スリーブと噛み合おうとするギヤピースのチャンファと軸方向に少なくとも一部重なる位置にある場合、換言すると、ハイギヤピースまたはローギヤピースのチャンファとスリーブのチャンファとが当接してスリーブが停止するおそれのある場合には、位置制御ではなく電流制御を行うことから、モータの駆動電流を適切に制御することで、フォーク等の破損を抑制することができる。
【００１４】
また、スリーブと噛み合おうとするギヤピースとスリーブの歯とが軸方向に重なっていない場合や押し分けが完了した場合、換言すると、目標位置以外の位置でスリーブが停止するおそれがない場合には、位置制御を行うことから、モータの駆動電流を必要以上に制限することなく迅速にレンジ切替を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上、説明したように本発明に係るトランスファ装置によれば、ハイギヤピースまたはローギヤピースとスリーブの歯とを噛み合わせる際に、フォーク等の破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るトランスファ装置を搭載した車両を模式的に示す図である。
【図２】トランスファ装置を模式的に示す図である。
【図３】ハイギヤピースおよびローギヤピースのチャンファとスリーブの歯のチャンファとの位置関係を模式的に示す図である。
【図４】制御装置が実行する制御を示すフローチャートである。
【図５】制御装置が実行する制御の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るトランスファ装置４を搭載した車両１を模式的に示す図である。この車両１は、フロントエンジン・リヤドライブ（ＦＲ駆動）を基本とし、駆動力が後輪７Ｌ、７Ｒにのみ伝達される２輪駆動モードと、駆動力が制御クラッチ１８を介して前輪１１Ｌ、１１Ｒにも伝達されるスタンバイ４輪駆動モードと、後輪７Ｌ、７Ｒおよび前輪１１Ｌ、１１Ｒに常時駆動力が伝達されるフルタイム４輪駆動モードと、に切替可能な４輪駆動車両である。車両１は、図１に示すように、エンジン２と、自動変速機３と、トランスファ装置４と、リヤプロペラシャフト５と、リヤデフ６と、左右の後輪７Ｌ，７Ｒと、フロントプロペラシャフト８と、フロントデフ９と、ＡＤＤ装置１０と、左右の前輪１１Ｌ，１１Ｒと、を備えている。
【００１９】
この車両１では、エンジン２から出力された回転駆動力が、自動変速機３において所望の変速比で変速された後、トランスファ装置４の入力軸１３に入力される。
【００２０】
トランスファ装置４に入力された回転駆動力は、トランスファ装置４に設けられたレンジ切替機構１６において、高速レンジまたは低速レンジに応じた動力伝達経路に伝達された後、リヤ出力軸１４から出力される。リヤ出力軸１４から出力された回転駆動力は、リヤプロペラシャフト５、および、左右の後輪７Ｌ，７Ｒに適宜差回転を与えつつ動力を伝達するリヤデフ６を介して左右の後輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。左右の後輪７Ｌ，７Ｒは、２輪駆動モード、スタンバイ４輪駆動モードおよびフルタイム４輪駆動モードにおいて駆動輪となる主駆動輪を構成している。
【００２１】
また、トランスファ装置４に入力された回転駆動力の一部は、フロント出力軸１５から出力される。フロント出力軸１５から出力された回転駆動力は、フロントプロペラシャフト８、左右の前輪１１Ｌ，１１Ｒに適宜差回転を与えつつ動力を伝達するフロントデフ９、および、ＡＤＤ装置１０を介して左右の前輪１１Ｌ，１１Ｒに伝達される。ＡＤＤ装置１０は、フロントデフ９と前輪１１Ｒとの間に設けられており、フロントプロペラシャフト８と左右の前輪１１Ｌ，１１Ｒとの間で動力を伝達する伝達状態と、動力を遮断する遮断状態とに切替可能に構成されている。左右の前輪１１Ｌ，１１Ｒは、２輪駆動モードでは従動輪となる一方、スタンバイ４輪駆動モードおよびフルタイム４輪駆動モードでは駆動輪となる副駆動輪を構成している。
【００２２】
トランスファ装置４は、図２に示すように、トランスファＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２と、入力軸１３と、リヤ出力軸１４と、フロント出力軸１５と、レンジ切替機構１６と、伝達機構１７と、制御クラッチ１８と、推力発生機構１９と、これらを収容するトランスファケース２１と、を備えている。
【００２３】
トランスファＥＣＵ（制御装置）１２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを含んで構成されており、エンジン２の出力制御、自動変速機３の変速制御、ＡＤＤ装置１０の切替制御等を行う他のＥＣＵ（図示せず）との間で通信を行うように構成されている。トランスファＥＣＵ１２は、ＣＰＵが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、後輪７Ｌ，７Ｒと前輪１１Ｌ，１１Ｒとのトルク配分比率を制御するトルク配分制御や、動力伝達経路を高速レンジと低速レンジとに切り替えるレンジ切替制御といったトランスファ装置４の各種制御を実行する。
【００２４】
入力軸１３、リヤ出力軸１４およびフロント出力軸１５は、それぞれ転がり軸受（図示せず）を介してトランスファケース２１に回転自在に支持されている。入力軸１３には、自動変速機３から回転駆動力が入力される。リヤ出力軸１４は、入力軸１３と同軸に配置されていて、後輪７Ｌ，７Ｒ側へ回転駆動力を出力する。フロント出力軸１５は、リヤ出力軸１４と平行に配置されていて、前輪１１Ｌ，１１Ｒ側へ回転駆動力を出力する。
【００２５】
レンジ切替機構１６は、シングルピニオンタイプのプラネタリギヤ２２と、ハイギヤピース２７と、ローギヤピース２８と、スリーブ２９と、フォーク３０と、フォークシャフト３１と、を備えている。
【００２６】
プラネタリギヤ２２は、トランスファケース２１に回転不能に固定された内歯歯車のリングギヤ２３と、入力軸１３に一体回転可能に接続された外歯歯車のサンギヤ２４と、リングギヤ２３とサンギヤ２４との間でこれらと噛み合う複数のピニオンギヤ２５と、ピニオンギヤ２５を回転自在に支持するとともに、ピニオンギヤ２５の公転動作に同期して回転するキャリア２６と、を有している。
【００２７】
ハイギヤピース２７は、サンギヤ２４と一体に形成された内歯歯車であり、入力軸１３と一体回転可能となっている。これにより、ハイギヤピース２７は、入力軸１３から入力された回転駆動力を略そのまま出力するようになっている。一方、ローギヤピース２８は、キャリア２６と一体に形成された内歯歯車であり、入力軸１３から入力された後、プラネタリギヤ２２で減速された回転駆動力を出力するようになっている。
【００２８】
スリーブ２９は、リヤ出力軸１４の外側に配置されていて、リヤ出力軸１４とスプライン嵌合しており、これにより、リヤ出力軸１４に対して軸方向に相対移動可能で、且つ、リヤ出力軸１４と一体回転可能になっている。スリーブ２９には、ハイギヤピース２７およびローギヤピース２８と噛み合い可能な外歯２９ａが設けられている。
【００２９】
フォークシャフト３１は、推力発生機構１９により軸方向にスライドするように構成されている。フォークシャフト３１と接続されているフォーク３０は、その先端部がスリーブ２９に設けられた溝に嵌っている。フォークシャフト３１がスライドすると、フォーク３０が軸方向に移動し、これにより、スリーブ２９が軸方向にスライドして、ハイギヤピース２７と噛み合う位置と、ローギヤピース２８と噛み合う位置とを採るようになっている。スリーブ２９の外歯２９ａがハイギヤピース２７と噛み合うと、入力軸１３から入力された回転駆動力が略そのままリヤ出力軸１４に伝達される高速レンジが成立する。一方、スリーブ２９の外歯２９ａがローギヤピース２８と噛み合うと、入力軸１３から入力された回転駆動力がプラネタリギヤ２２で減速されてリヤ出力軸１４に伝達される低速レンジが成立する。
【００３０】
伝達機構１７は、ドライブギヤ３２と、ドリブンギヤ３３と、ドライブチェーン３４と、デフロックスリーブ３５と、を備えている。
【００３１】
ドライブギヤ３２は、転がり軸受（図示せず）を介してリヤ出力軸１４に外装されているとともに、後述するドラム３８に一体回転可能に接続されている。また、ドリブンギヤ３３は、フロント出力軸１５と一体形成されている。ドライブチェーン３４は、ドライブギヤ３２とドリブンギヤ３３とに巻き掛けられていて、ドライブギヤ３２から出力される回転駆動力をドリブンギヤ３３に伝達する。
【００３２】
デフロックスリーブ３５は、リヤ出力軸１４の外側におけるスリーブ２９とドライブギヤ３２との間に配置されている。デフロックスリーブ３５は、リヤ出力軸１４とスプライン嵌合しており、これにより、リヤ出力軸１４に対して軸方向に相対移動可能で、且つ、リヤ出力軸１４と一体回転可能になっている。デフロックスリーブ３５は、スリーブ２９がローギヤピース２８と噛み合う位置を採ると、スリーブ２９によって押されてドライブギヤ３２に設けられた嵌合部３２ａに嵌り、ドライブギヤ３２とスプライン嵌合する一方、スリーブ２９がハイギヤピース２７と噛み合う位置を採ると、スリーブ２９およびドライブギヤ３２との間にそれぞれ設けられたバネ３６，３７によって軸方向に付勢されて、嵌合部３２ａから抜け出すように構成されている。
【００３３】
このような構成により、ドライブギヤ３２は、リヤ出力軸１４が回転しても回転しない状態と、ドラム３８の回転に伴ってリヤ出力軸１４と異なる回転速度で回転する状態と、デフロックスリーブ３５を介してリヤ出力軸１４と一体回転する状態と、を採るようになっている。
【００３４】
制御クラッチ１８は、リヤ出力軸１４の外側に配置された略円筒状のドラム３８と、クラッチプレート３９と、リヤ出力軸１４と一体回転可能に接続された略円筒状のハブ（図示せず）と、クラッチディスク４０と、リヤ出力軸１４の外側に配置された略円筒状のピストン４１と、を有している。
【００３５】
この制御クラッチ１８は、ドラム３８の内周面に複数枚のクラッチプレート３９をスプライン嵌合させるとともに、クラッチプレート３９の間に挟み込んだクラッチディスク４０を、ハブの外周面にスプライン嵌合させ、軸方向に移動するピストン４１によって、クラッチプレート３９とクラッチディスク４０とを摩擦圧接させることによりトルクを伝達するよう構成されている。なお、ピストン４１の内周面には、ねじ溝が形成されている。
【００３６】
推力発生機構１９は、回転運動を直線運動に変換して、制御クラッチ１８のピストン４１およびレンジ切替機構１６のフォークシャフト３１に軸方向の推力を付与するものであり、トランスファモータ２０と、ウォームギヤ４２と、円筒状のねじ軸４３と、減速ギヤ４４と、ボール４５と、アーム４６と、係合機構４７と、を有している。
【００３７】
トランスファモータ２０は、モータ軸が、リヤ出力軸１４等の軸と直交するように配置されている。円筒状のねじ軸４３は、リヤ出力軸１４に対して相対回転可能に、リヤ出力軸１４の外側に配置されている。トランスファモータ２０から出力されたモータ軸回りの回転駆動力は、ウォームギヤ４２およびねじ軸４３に設けられた減速ギヤ４４を介して、リヤ出力軸１４回りの回転駆動力に変換されて、ねじ軸４３を回転させる。
【００３８】
ねじ軸４３のねじ溝とピストン４１のねじ溝との間にはボール４５が介装されており、ねじ軸４３とピストン４１とボール４５とがボールねじ構造をなしている。それ故、ねじ軸４３が回転すると、回転運動が直線運動に変換され、ピストン４１がリヤ出力軸１４に沿って移動し、クラッチプレート３９とクラッチディスク４０とを解放または締結させる。
【００３９】
また、ピストン４１がリヤ出力軸１４の軸方向に移動するのに伴って、ピストン４１に設けられたアーム４６が、リヤ出力軸１４と平行に配置されたフォークシャフト３１の軸方向に移動する。アーム４６は、フォークシャフト３１に設けられた係合機構４７を介して、フォークシャフト３１と係合するように構成されている。
【００４０】
係合機構４７は、ピストン４１が前進（図１の左側に移動）してクラッチプレート３９とクラッチディスク４０とを締結させる領域（以下、締結領域ともいう。）にあるときは、アーム４６とフォークシャフト３１とを係合させない一方、ピストン４１が後退（図１の右側に移動）してクラッチプレート３９とクラッチディスク４０とを解放させる領域（以下、解放領域ともいう。）にあるときは、アーム４６とフォークシャフト３１とを係合させるように構成されている。これにより、本実施形態のトランスファ装置４では、共通のトランスファモータ２０を用いているにもかかわらず、ピストン４１の前進および後退に伴うフォークシャフト３１のスライドによって、高速レンジと低速レンジとを切り替えるレンジ切替制御と、ピストン４１の前進に伴うクラッチプレート３９とクラッチディスク４０との締結によって、後輪７Ｌ，７Ｒと前輪１１Ｌ，１１Ｒとのトルク配分比率を制御するトルク配分制御とが同期しないようになっている。
【００４１】
なお、車両１の車内には、図１に示すように、高速レンジと低速レンジとを切替可能なダイヤル４８が設けられている。ダイヤル４８は、トランスファＥＣＵ１２に接続されており、各レンジに対応する信号をトランスファＥＣＵ１２に出力する。トランスファＥＣＵ１２は、各レンジに対応する信号に応じて、スリーブ２９の位置が目標位置と一致するように、トランスファモータ２０を駆動する位置制御を行う。
【００４２】
以上のように構成された本実施形態の車両１では、ダイヤル４８の操作がなされて、高速レンジが選択されると、車速が０であること等を条件として、スリーブ２９の位置が、当該スリーブ２９の外歯２９ａとハイギヤピース２７とが噛み合う位置と一致するように、トランスファＥＣＵ１２がトランスファモータ２０を正転駆動させる。トランスファモータ２０が正転駆動すると、ピストン４１が前進し、それに伴いフォークシャフト３１が前側（図１の左側）にスライドする。これにより、フォーク３０が前側に移動して、スリーブ２９の外歯２９ａがハイギヤピース２７と噛み合うと、高速レンジが成立し、入力軸１３から入力された回転駆動力が略そのままリヤ出力軸１４に伝達される。リヤ出力軸１４から出力された回転駆動力は、リヤプロペラシャフト５およびリヤデフ６を介して左右の後輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。このとき、デフロックスリーブ３５が嵌合部３２ａに嵌っておらず、且つ、ピストン４１が解放領域にあるので、ドライブギヤ３２が回転せず、回転駆動力は前輪１１Ｌ、１１Ｒには伝達されない。これらにより、高速レンジでの２輪駆動モードが成立する。なお、２輪駆動モードにおいて、ＡＤＤ装置１０を遮断状態とすれば、前輪１１Ｌ、１１Ｒによるフロントプロペラシャフト８等の連れ回りが停止することから、摩擦損失を減少させて燃費を向上させることができる。
【００４３】
また、２輪駆動モードにおいて、例えば車輪速センサ（図示せず）によって駆動輪である後輪７Ｌ，７Ｒの空転が検知されると、ピストン４１の位置が目標とするトルク配分比率に対応する位置と一致するように、トランスファＥＣＵ１２がトランスファモータ２０をさらに正転駆動させる。トランスファモータ２０が正転駆動すると、ピストン４１が前進し、クラッチプレート３９とクラッチディスク４０とが締結される。このように、ピストン４１が締結領域にあるときは、アーム４６とフォークシャフト３１とが係合せず、スリーブ２９がスライドしないので、高速レンジが維持され、リヤ出力軸１４から出力された回転駆動力が左右の後輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。また、クラッチプレート３９とクラッチディスク４０とが締結されているので、ドライブギヤ３２が回転し、ドライブチェーン３４、ドリブンギヤ３３、フロント出力軸１５、フロントプロペラシャフト８、フロントデフ９およびＡＤＤ装置１０を介して前輪１１Ｌ、１１Ｒにも回転駆動力が伝達される。これらにより、高速レンジでのスタンバイ４輪駆動モードが成立する。
【００４４】
一方、２輪駆動モードからダイヤル４８操作がなされて、低速レンジが選択されると、スリーブ２９の位置が、当該スリーブ２９の外歯２９ａとローギヤピース２８とが噛み合う位置と一致するように、トランスファＥＣＵ１２がトランスファモータ２０を反転駆動させる。トランスファモータ２０が反転駆動すると、ピストン４１が後退し、それに伴いフォークシャフト３１が後側（図１の右側）にスライドする。フォーク３０が後側に移動し、スリーブ２９の外歯２９ａがローギヤピース２８と噛み合うと、低速レンジが成立し、入力軸１３から入力された回転駆動力がプラネタリギヤ２２で減速された後、リヤ出力軸１４から出力され、左右の後輪７Ｌ，７Ｒに伝達される。また、スリーブ２９の後退によってデフロックスリーブ３５が嵌合部３２ａに嵌っているので、ドライブギヤ３２がリヤ出力軸１４と一体回転し、前輪１１Ｌ、１１Ｒにも回転駆動力が伝達される。これらにより、低速レンジでのフルタイム４輪駆動モードが成立する。
【００４５】
以上のように本実施形態の車両１では、動力伝達経路を高速レンジと低速レンジとに切り替えるレンジ切替制御と、後輪７Ｌ，７Ｒと前輪１１Ｌ，１１Ｒとのトルク配分比率を制御するトルク配分制御とを、単一のトランスファモータ２０を用いて行うことから、製造コストを低減することができるとともに、車体重量を低減して燃費の向上を図ることができる。
【００４６】
しかしながら、単一のトランスファモータ２０を用いた場合には、トランスファＥＣＵ１２が位置制御によってトランスファモータ２０を駆動すること、および、トルク配分を行うのに必要な荷重（例えば数万Ｎ）とレンジ切替を行うのに必要な荷重（例えば数百Ｎ）とが大きく乖離していることに起因して、以下のような問題が生じる場合がある。
【００４７】
図３は、ハイギヤピース２７のチャンファ５７およびローギヤピース２８のチャンファ５８と、スリーブ２９の外歯２９ａのチャンファ５９（以下、単にスリーブ２９のチャンファ５９ともいう。）との位置関係を模式的に示す図である。チャンファ５７，５８，５９とは、歯同士が円滑に噛み合うように形成された面取り部である。かかるチャンファ５７，５８，５９が適切に機能すれば、例えば、フォーク３０の移動によって、図３中の（３）位置から（２）位置までスリーブ２９の外歯２９ａが滑らかにスライドし、ハイギヤピース２７のチャンファ５７の肩５７ｂとスリーブ２９のチャンファ５９の肩５９ｂとが接触する（２）位置において押し分けが完了し、（１）位置においてスリーブ２９の外歯２９ａとハイギヤピース２７との噛み合いが完了する。同様に、フォーク３０の移動によって、図３中の（４）位置から（５）位置までスリーブ２９の外歯２９ａが滑らかにスライドし、ローギヤピース２８のチャンファ５８の肩５８ｂとスリーブ２９のチャンファ５９の肩５９ｂとが接触する（５）位置において押し分けが完了し、（６）位置においてスリーブ２９の外歯２９ａとローギヤピース２８との噛み合いが完了する。
【００４８】
しかしながら、フォーク３０の移動によってスリーブ２９をスライドさせた際、例えば、スリーブ２９のチャンファ５９の頂点５９ａが、ハイギヤピース２７またはローギヤピース２８のチャンファ５７，５８の頂点５７ａ，５８ａや傾斜面に当接した場合や、スリーブ２９のチャンファ５９の肩５９ｂが、ハイギヤピース２７またはローギヤピース２８のチャンファ５７，５８の頂点５７ａ，５８ａや傾斜面に当接した場合には、荷重を上げても押し分けが困難となる。にもかかわらず、位置制御を行っているため、トランスファモータ２０による荷重がトルク配分を行うのに必要なオーダまで上昇してしまい、最悪の場合にはフォーク３０等の破損を招くおそれがある。
【００４９】
そこで、本実施形態では、レンジ切替中におけるスリーブ２９の位置によって、トランスファモータ２０に対する２種類の制御を使い分けるようにしている。具体的には、トランスファＥＣＵ１２は、スリーブ２９の外歯２９ａのチャンファ５９が、ハイギヤピース２７およびローギヤピース２８のうち当該スリーブ２９と噛み合おうとするギヤピースのチャンファと、軸方向に少なくとも一部重なる位置にある場合には、トランスファモータ２０の駆動電流を制御する電流制御を行うように構成されている。換言すると、スリーブ２９のチャンファ５９の頂点５９ａが図３中の（３）位置と（２）位置との間（または（４）位置と（５）位置との間）に位置する場合には、トランスファＥＣＵ１２がトランスファモータ２０の駆動電流を制限する。
【００５０】
このように、ハイギヤピース２７のチャンファ５７またはローギヤピース２８のチャンファ５８とスリーブ２９の外歯２９ａのチャンファ５９とが当接してスリーブ２９が停止するおそれのある場合には、位置制御ではなく電流制御を行うことから、トランスファモータ２０の駆動電流を適切に制御することで、フォーク３０等の破損を抑制することができる。
【００５１】
また、スリーブ２９と噛み合おうとするギヤピースとスリーブ２９の外歯２９ａとが軸方向に重なっていない位置（例えば図３中の（３）位置と（４）位置との間）にスリーブ２９がある場合や、押し分けが完了した場合、換言すると、目標位置以外の位置でスリーブ２９が停止するおそれがない場合には、位置制御を行うことから、トランスファモータ２０の駆動電流を必要以上に制限することなく迅速にレンジ切替を行うことができる。
【００５２】
なお、「トランスファモータ２０の駆動電流を制御する電流制御」とは、例えば、トランスファＥＣＵ１２が、レンジ切替を行うのに必要な荷重を発生可能な電流値と、フォーク３０の強度未満の荷重を発生可能な電流値との間で、電流の上限値を設定し、その上限値以下の電流をトランスファモータ２０に通電することを意味する。
【００５３】
次に、トランスファＥＣＵ１２が実行する本実施形態のレンジ切替制御の手順を図４のフローチャートに沿って説明する。なお、図４のフローチャートでは、高速レンジから低速レンジへ切り替える場合について説明するが、低速レンジから高速レンジへの切り替えも同様の考え方にて行うことが可能である。
【００５４】
先ず、ステップＳ１では、トランスファＥＣＵ１２が、運転者によって高速レンジ（Ｈｉ）から低速レンジ（Ｌｏ）へのダイヤル４８の操作がなされたか否かを判定する。このステップＳ１での判定がＮＯの場合には、本発明が適用される場面ではないので、そのままＥＮＤする。一方、このステップＳ１での判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ２へ進み、トランスファＥＣＵ１２が、車両１の車内に設けられた、低速レンジを示すインジケータを点滅させた後、ステップＳ３へ進む。
【００５５】
次のステップＳ３では、トランスファＥＣＵ１２が、レンジ切替条件が成立しているか否かを判定する。ここで、レンジ切替条件とは、車速が０であること、自動変速機３がニュートラルレンジであること等である。これは、入力軸１３が回転していると、ローギヤピース２８とスリーブ２９の外歯２９ａとの噛み合いが困難となるからである。このステップＳ３での判定がＮＯの場合には、レンジ切替条件が成立するまでステップＳ３の判定が繰り返される。一方、このステップＳ３での判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ４へ進む。
【００５６】
次のステップＳ４では、トランスファＥＣＵ１２が、トランスファモータ２０の位置制御を実行する。具体的には、トランスファＥＣＵ１２は、スリーブ２９の位置が目標位置と一致するように、トランスファモータ２０の駆動電流を例えば最大電流に設定して、トランスファモータ２０を反転駆動させる。
【００５７】
次のステップＳ５では、トランスファＥＣＵ１２が、スリーブ２９のチャンファ５９の頂点５９ａが、ローギヤピース２８のチャンファ５８の頂点５８ａ位置（図３中の（４）位置）に到達したか否かを判定する。このステップＳ５での判定がＮＯの場合には、トランスファモータ２０の位置制御が継続される。一方、このステップＳ５での判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ６へ進む。
【００５８】
次のステップＳ６では、トランスファＥＣＵ１２が、トランスファモータ２０の電流制御を実行する。具体的には、トランスファＥＣＵ１２は、トランスファモータ２０の駆動電流を例えばフォーク保護制御電流値に変更して、トランスファモータ２０を反転駆動させる。ここで、フォーク保護制御電流値とは、レンジ切替を行うのに必要な荷重を発生可能な電流値と、フォーク３０の強度未満の荷重を発生可能な電流値との間で設定された電流値である。このように、スリーブ２９のチャンファ５９とローギヤピース２８のチャンファ５８との頂点当たりが発生するおそれのある位置から、トランスファモータ２０の駆動電流を適切に制御することで、フォーク３０等の破損を抑制することができる。なお、電流制御中に、スリーブ２９のチャンファ５９とローギヤピース２８のチャンファ５８とが当接した場合には、トランスファモータ２０の駆動電流を一旦下げて（荷重を抜いて）、スリーブ２９の外歯２９ａとローギヤピース２８との位相をずらすことで、押し分けを行うことができる。
【００５９】
次のステップＳ７では、トランスファＥＣＵ１２が、スリーブ２９のチャンファ５９の肩５９ｂが、ローギヤピース２８のチャンファ５８の肩５８ｂ位置に到達したか否か、換言すると、スリーブ２９の外歯２９ａとローギヤピース２８との押し分けが完了したか否かを判定する。このステップＳ７での判定がＮＯの場合には、スリーブ２９の外歯２９ａのチャンファ５９とローギヤピース２８のチャンファ５８との当接によりスリーブ２９が停止するおそれがあることから、トランスファモータ２０の電流制御が継続される。一方、このステップＳ７での判定がＹＥＳの場合、換言すると、スリーブ２９の外歯２９ａとローギヤピース２８との押し分けが完了した場合には、ステップＳ８へ進む。
【００６０】
次のステップＳ８では、トランスファＥＣＵ１２が、トランスファモータ２０の位置制御を実行する。具体的には、トランスファＥＣＵ１２は、スリーブ２９の位置が目標位置である噛合い完了位置と一致するように、トランスファモータ２０の駆動電流を再び最大電流に変更して、トランスファモータ２０を反転駆動させる。
【００６１】
次のステップＳ９では、トランスファＥＣＵ１２が、スリーブ２９の外歯２９ａとローギヤピース２８との噛み合いが完了したか否かを判定する。具体的には、トランスファＥＣＵ１２は、スリーブ２９のチャンファ５８の頂点５８ａが図３中の（６）位置に到達したか否かを判定する。このステップＳ９での判定がＮＯの場合には、トランスファモータ２０の位置制御が継続される。一方、このステップＳ９での判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ１０へ進み、トランスファＥＣＵ１２が、トランスファモータ２０への通電を終了する。
【００６２】
次のステップＳ１１では、トランスファＥＣＵ１２が、点滅させていたインジケータを点灯させて、低速レンジが成立したことを運転者が認識可能な状態とし、その後ＥＮＤする。
【００６３】
次に、トランスファＥＣＵ１２によるレンジ切替制御について、図５に示すタイミングチャートを用いて説明する。なお、図５のタイミングチャートでは、高速レンジから低速レンジへ切り替える場合について説明するが、低速レンジから高速レンジへの切り替えも同様の時系列で行うことが可能である。
【００６４】
先ず、ｔ0では、スリーブ２９がハイギヤピース２７との噛合い位置にあることから、スリーブ２９の外歯２９ａが、スリーブ２９と噛み合おうとするローギヤピース２８と軸方向に重ならない位置にあるので、トランスファＥＣＵ１２がトランスファモータ２０の位置制御を実行する。これにより、トランスファモータ２０へ通電される電流値が最大電流値となるので、図５中のスリーブ２９のストロークの傾きで示すように、スリーブ２９が迅速にローギヤピース２８側にスライドする。
【００６５】
次に、ｔ1において、スリーブ２９のチャンファ５９の頂点５９ａが、ローギヤピース２８のチャンファ５８の頂点５８ａとの頂点当たり位置（図３中の（４）位置）に到達すると、トランスファＥＣＵ１２がトランスファモータ２０の制御形式を位置制御から電流制御へ変更する。これにより、トランスファモータ２０へ通電される電流値がフォーク保護制御電流値となるので、仮にスリーブ２９のチャンファ５９とローギヤピース２８のチャンファ５８とが当接した場合でも、フォーク３０等が破損するのを抑制することができる。
【００６６】
次に、ｔ2において、スリーブ２９のチャンファ５９の肩５９ｂが、ローギヤピース２８のチャンファ５８の肩５８ｂとの肩同士接触位置に到達すると、換言すると、スリーブ２９のチャンファ５９の頂点５９ａが図３中の（５）位置に到達すると、トランスファＥＣＵ１２がトランスファモータ２０の制御形式を電流制御から位置制御へ戻す。これにより、トランスファモータ２０へ通電される電流値が最大電流値に戻るので、スリーブ２９が迅速に目標位置へとスライドする。
【００６７】
次に、ｔ3において、スリーブ２９がローギヤピース２８との噛合い完了位置に到達すると、トランスファＥＣＵ１２がレンジ（Ｈｉ−Ｌｏ）切替制御をＯＦＦにし、トランスファモータ２０へ通電される電流値が０となる。
【００６８】
（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神または主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００６９】
上記実施形態では、変速機として自動変速機３を備える車両１に本発明を適用したが、これに限らず、マニュアルトランスミッションを備える車両に本発明を適用してもよい。この場合には、車速が０であることの他、クラッチが踏まれていること等を、レンジ切替条件とすることができる。
【００７０】
また、上記実施形態では、エンジン２や自動変速機３制御用のＥＣＵとトランスファＥＣＵ１２とを分けたが、これに限らず、トランスファＥＣＵ１２は他のＥＣＵの一部となっていてもよい。
【００７１】
さらに、上記実施形態では、トランスファモータ２０の回転駆動力によってピストン４１の推力を直接発生させるようにしたが、これに限らず、例えば、トランスファモータ２０により制御される電磁クラッチ式ピストンや油圧式ピストンを用いて、トランスファモータ２０によって推力を間接的に発生させるようにしてもよい。
【００７２】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、ハイギヤピースまたはローギヤピースとスリーブの歯とを噛み合わせる際に、フォーク等の破損を抑制することができるので、トルク配分制御におけるクラッチの押し付けとレンジ切替制御におけるフォークの移動とを共通のモータを用いて行うトランスファ装置に適用して極めて有益である。
【符号の説明】
【００７４】
４              トランスファ装置
７Ｌ，７Ｒ      後輪（主駆動輪）
１１Ｌ，１１Ｒ  前輪（副駆動輪）
１２            トランスファＥＣＵ（制御装置）
１８            制御クラッチ
２０            トランスファモータ
２７            ハイギヤピース
２８            ローギヤピース
２９            スリーブ
３０            フォーク
５７            チャンファ
５８            チャンファ
５９            チャンファ
【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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