JP6064972B2

JP6064972B2 - 車両用４輪駆動装置の制御装置

Info

Publication number: JP6064972B2
Application number: JP2014212120A
Authority: JP
Inventors: 義紀前田; 吉村　孝広; 孝広吉村; 亮太堀江; 浩志田村; 田本　英樹; 英樹田本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2034-10-16
Also published as: JP2016078647A; US9440533B2; US20160107523A1

Description

本発明は、車両用駆動装置の制御装置に係り、特に、主駆動輪と副駆動輪とを備えて構成される４輪駆動形式の駆動装置の制御に関するものである。

駆動源の動力が伝達される主駆動輪と、その駆動源の動力が選択的に伝達される副駆動輪と、駆動源から伝達されるトルクを主駆動輪と副駆動輪とに分配するためのトランスファと、副駆動輪に伝達される動力を調整するためのカップリングとを、備えた車両用４輪駆動装置が知られている。特許文献１に記載の車両がその一例である。特許文献１には、駆動源と動力分配機構との間に設けられているトルクコンバータに備えられるロックアップクラッチの係合時において、カップリングの伝達トルクを所定値まで増加することで、副駆動輪までの動力伝達経路を形成するギヤのガタを詰めて、トルク変動に起因するギヤの衝突によるガタ打ち音（異音）を抑制する技術が開示されている。

特開２００９−２０８６３３号公報

ところで、前記駆動源と前記副駆動輪との間の動力伝達経路を選択的に断接する第１クラッチと、前記第１クラッチと前記副駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられ、その第１クラッチと前記副駆動輪との間の動力伝達経路を断接可能な第２クラッチとを備え、主駆動輪に駆動源の動力が伝達される２輪駆動走行中に、前記第１クラッチおよび第２クラッチを解放することで、前記第１クラッチと前記第２クラッチとの間に配置される回転部材の引き摺りを防止できる機構を備えた４輪駆動装置が提案されている。具体的な構成としては、特許文献１のように第２クラッチがカップリングで後輪差動装置の入力側に配置されるものや、後輪車軸の左右いずれかにカップリングが配置されるもの、または左右車軸の両側に一対のカップリングが配置されるもの等がある。さらに第２クラッチとは別にカップリングを備えるものがある。このような機構を有する４輪駆動装置において、第１クラッチおよび第２クラッチを解放した２輪駆動走行中に、駆動源や変速機でのトルク変動に起因して発生する異音を、特許文献１のようにして抑制する場合、前記構成のいずれの場合でも、第１クラッチを接続した状態でカップリングの伝達トルクを調整することとなる。従って、第１クラッチと第２クラッチとの間の回転部材が第１クラッチの係合時の回転速度で回転するため、この回転部材の回転に伴う燃費の悪化が発生してしまう。

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、駆動源の駆動力が伝達される主駆動輪と、その駆動源の駆動力が選択的に伝達される副駆動輪と、前記駆動源と前記副駆動輪との間の動力伝達経路を選択的に断接する第１クラッチと、前記第１クラッチと前記副駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられ、第１クラッチと前記副駆動輪との間の動力伝達経路を断接可能な第２クラッチとを備えた車両用４輪駆動装置において、燃費の悪化を招くことなく２輪駆動走行中に発生する異音を抑制できる車両用４輪駆動装置の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)駆動源の駆動力が伝達される主駆動輪と、該駆動源の駆動力が選択的に伝達される副駆動輪と、前記駆動源と前記副駆動輪との間の動力伝達経路を選択的に断接する伝達トルクを調整可能な第１クラッチと、前記第１クラッチと前記副駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられ、該第１クラッチと前記副駆動輪との間の動力伝達経路を断接可能な第２クラッチとを備えた車両用４輪駆動装置において、前記主駆動輪の駆動による２輪駆動走行中に前記第１クラッチおよび第２クラッチを解放する車両用４輪駆動装置の制御装置であって、(b)前記第１クラッチおよび前記第２クラッチが解放された状態での２輪駆動走行中に、異音発生が予測されるまたは異音が発生する所定条件が成立したときに、前記第１クラッチを半係合させることを特徴とする。

このようにすれば、第１クラッチおよび第２クラッチが解放された２輪駆動走行中に、異音発生が予測されるまたは異音が発生する所定条件が成立すると、第１クラッチが半係合されることで、４輪駆動走行時と同様の回転状態となることなく４輪駆動装置を構成するスプライン嵌合部等でのギヤのガタが詰められるため、異音発生の抑制と燃費悪化の抑制とを両立することができる。

また、第２発明の要旨とするところは、第１発明の車両用４輪駆動装置の制御装置において、前記第１クラッチを半係合させるときに、前記第２クラッチの解放状態を維持することを特徴とする。このようにすれば、第１クラッチが半係合されるときは、第２クラッチの解放状態が維持されるため、第２クラッチを介して副駆動輪の回転が第１クラッチ側に伝達されることが防止される。

また、第３発明の要旨とするところは、第１発明または第２発明の車両用４輪駆動装置の制御装置において、前記第１クラッチが完全係合しないように、その第１クラッチの前後の回転部材の回転速度に基づいてその第１クラッチを制御することを特徴とする。このようにすれば、前記回転部材が第１クラッチ係合時の回転速度で回転することが防止されるため、燃費悪化が抑制される。

また、第４発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明のうちの何れか１の車両用４輪駆動装置の制御装置において、前記異音発生が予測されるまたは異音が発生する所定条件が成立したときとは、前記駆動源の回転速度が予め設定されている所定値以下のとき、前記駆動源の負荷が予め設定されている所定値以上のとき、前記駆動源に動力伝達可能に接続されている変速機の変速段が予め設定されている所定段以上のとき、および前記駆動源と前記変速機との間に設けられているトルクコンバータに備えられるロックアップクラッチが係合または半係合とき、の少なくとも１つの条件が成立した場合であることを特徴とする。このようにすれば、駆動源のトルク変動が大きくなる駆動源の低回転時や高負荷時、および駆動源のトルク変動が伝達されやすいロックアップクラッチが係合または半係合のときに第１クラッチを半係合状態にすることで、駆動源のトルク変動に起因する異音を効率よく抑制することができる。また、駆動源のトルク変動が問題とならない領域では、第１クラッチが半係合状態に制御されないので、燃費の悪化が一層抑制される。

本発明の一実施例である車両用４輪駆動装置の構成を概略的に説明する骨子図である。図１のトランスファの構造を説明する断面図である。図２の第１ホルダーによるピストンの掛け止めの作動原理を説明する模式図であって、第２カム、ピストン、および第１ホルダーを周方向に展開した図である。図１の４輪駆動装置を制御する電子制御装置の入出力系統および電子制御装置の制御機能を説明する機能ブロック線図である。図４の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち２輪駆動走行で走行中に発生する異音を燃費悪化させることなく抑制する制御作動を説明するフローチャートである。図４の電子制御装置による作動結果を示すタイムチャートである。本発明の他の実施例である車両用４輪駆動装置の構造を概略的に説明する骨子図である。図７のトランスファの骨子図である。

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。

図１は、本発明の一実施例である車両用４輪駆動装置８（以下、４輪駆動装置８）の構成を概略的に説明する骨子図である。図１において、４輪駆動装置８は、エンジン１０を駆動源とし、エンジン１０の駆動力を前輪１２Ｌ、１２Ｒ（特に区別しない場合には、前輪１２という）に伝達する第１動力伝達経路と、エンジン１０の駆動力を後輪１４Ｌ、１４Ｒ（特に区別しない場合には、後輪１４という）に選択的に伝達する第２動力伝達経路とを備えているＦＦ車両ベースの駆動装置である。前輪１２は、２輪駆動走行時および４輪駆動走行時の何れであっても駆動輪となる主駆動輪である。後輪１４は、２輪駆動走行時は従動輪となる一方、４輪駆動走行時は駆動輪となる副駆動輪となる。

４輪駆動装置８は、ロックアップクラッチ１１を備えたトルクコンバータ１５、自動変速機１６（変速機）、フロントデフ１７、内部に第１クラッチ２８を含んで構成されるトランスファ１８、プロペラシャフト２０、プロペラシャフト２０の回転を減速させる減速機として機能する傘歯車機構２４、傘歯車機構２４と後輪車軸２６との間に設けられてそれらの間を断接する第２クラッチ３６、後輪車軸２６と左後輪１４Ｌとの間に設けられている第１カップリング３０、後輪車軸２６と右後輪１４Ｒとの間に設けられている第２カップリング３１等を含んで構成されている。

トルクコンバータ１５は、エンジン１０のトルクを流体を介して増幅しつつ自動変速機１６に伝達する流体式伝動装置である。また、トルクコンバータ１５の図示しないポンプ翼車とタービン翼車との間を選択的に接続するロックアップクラッチ１１が内蔵されており、ロックアップクラッチ１１が完全係合されると、エンジン１０のトルクが流体を介すことなく、すなわちエンジン１０のトルクが増幅されることなく自動変速機１６に直接伝達される。

自動変速機１６は、エンジン１２とフロントデフ１７との間の動力伝達経路上に設けられ、例えば複数個の遊星歯車装置および複数個の摩擦係合装置（クラッチ、ブレーキ）を備える有段式の変速機で構成されている。なお、自動変速機１６は公知の技術であるため、具体的な構造や作動の説明については省略する。

フロントデフ１７（フロントディファレンシャル）は、ケース１７ｃと、よく知られた傘歯歯車からなる差動機構１７ｄとを含んで構成されており、前輪１４の左右の前輪車軸２２Ｌ、２２Ｒ（特に区別しない場合には、前輪車軸２２という）に適宜差回転を与えつつ駆動力を伝達する。フロントデフ１７のケース１７ｃには入力回転部材として機能するリングギヤ１７ｒが形成されており、自動変速機１６の出力回転部材である出力歯車１６ａと噛み合っている。従って、自動変速機１６から出力される駆動力がリングギヤ１７ｒに入力される。なお、フロントデフ１７は公知の技術であるため、具体的な構造や作動についての説明は省略する。

フロントデフ１７と前輪車軸２２の軸方向に並んでトランスファ１８が設けられている。トランスファ１８は、フロントデフ１７のケース１７ｃにスプライン嵌合部１９を介して相対回転不能に連結されている入力側回転部材３２と、後輪１４側に動力を伝達するためのリングギヤ３３が形成されている出力側回転部材３４と、入力側回転部材３２と出力側回転部材３４とを選択的に断接する第１クラッチ２８とを含んで構成されている。これら入力側回転部材３２、出力側回転部材３４、および第１クラッチ２８は、何れも前輪車軸２２の回転軸心Ｃ１まわりに配置されている。なお、第１クラッチ２８の構造および作動については後述するものとする。

プロペラシャフト２０は、トランスファ１８の出力軸として機能する出力側回転部材３４と傘歯車機構２４との間に設けられ、トランスファ１８からの駆動力を後輪１４側に伝達する。傘歯車機構２４は、プロペラシャフト２０に接続されているドライブピニオン３８と、ドライブピニオン３８と噛み合うリングギヤ４０とから構成されている。この傘歯車機構２４は、回転方向を変更するとともに、プロペラシャフト２０の回転を減速して後輪車軸２６側に伝達する減速機としても機能する。

第２クラッチ３６は、傘歯車機構２４のリングギヤ４０に接続されて後輪車軸２６の回転軸心Ｃ２まわりに回転する入力側回転部材４２と、後輪車軸２６に接続されて回転軸心Ｃ２まわりに回転する出力側回転部材４４とを、選択的に断接する。

後輪車軸２６と後輪１４Ｌとの間に設けられている第１カップリング３０は、例えば湿式多板クラッチで構成され、カップリング３０の伝達トルクを制御可能に構成されている。また、後輪車軸２６と後輪１４Ｒとの間に設けられている第２カップリング３１も同様に、例えば湿式多板クラッチで構成され、カップリング３１の伝達トルクを制御可能に構成されている。これら第１カップリング３０および第２カップリング３１の伝達トルクが調整されることにより、後輪１４の左右駆動力配分が可能となる。

図２は、トランスファ１８の構造を説明する断面図である。トランスファ１８は、フロントデフ１７のケース１７ｃとプロペラシャフト２０に接続されるドリブンピニオン５５との間に、前輪車軸２２（２２Ｒ）の回転軸心Ｃ１まわりに設けられており、エンジン１０から出力される駆動力の一部を後輪（副駆動輪）に伝達する。

トランスファ１８は、フロントデフ１７のケース１７ｃとスプライン嵌合されている円筒形状の入力側回転部材３２と、ドリブンピニオン５５と噛み合うリングギヤ３３が設けられている円筒形状の出力側回転部材３４と、入力側回転部材３２と出力側回転部材３４との間を選択的に断接する噛合式クラッチ（ドグクラッチ）から成る第１断接機構５４と、第１断接機構５４の断接状態を切り替えるための推力を発生させる第１推力増幅機構５６と、第１推力増幅機構５６の後述する第１カム７４と非回転部材であるトランスファケース５８との間に設けられて、これらの間で係合力を発生させるための第１制御クラッチ６０と、第１制御クラッチ６０の係合力を制御する第１電磁ソレノイド６２と、前輪車軸２２の軸方向において第１断接機構５４と第１推力増幅機構５６との間に設けられている第１シンクロ機構６４とを、含んで構成されている。これらの部材は、何れも回転軸心Ｃ１まわりに配置されている。第１クラッチ２８は、第１断接機構５４、第１推力増幅機構５６、第１制御クラッチ６０、第１電磁ソレノイド６２、第１シンクロ機構６４、第１ホルダー９４、スプリング７３等を含んで構成されている。

入力側回転部材３２は、前輪車軸２２の径方向外側に配置され、その前輪車軸２２と同じ回転軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持されている。具体的には、入力側回転部材３２の軸方向の両端には、玉軸受６６、６７が嵌め付けられており、それら玉軸受６６、６７を介して入力側回転部材３２がトランスファケース５８に回転可能に支持されている。また、入力側回転部材３２の軸方向においてフロントデフ１７側（図において左側）の端部が、そのフロントデフ１７のケース１７ｃにスプライン嵌合されている。従って、入力側回転部材３２は、ケース１７ｃとのスプライン嵌合部１９を介して、フロントデフ１７とともに回転軸心Ｃ１まわりに一体的に回転する。

出力側回転部材３４は、入力側回転部材３２の径方向外側に配置され、回転軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持されている。具体的には、出力側回転部材３４は、複列アンギュラ玉軸受６８によって方持ち状態で回転可能に支持されている。出力側回転部材３４の軸方向においてフロントデフ１７側の外周端部には、ドリブンピニオン５５と噛み合うリングギヤ３３が相対回転不能に固定されている。

第１断接機構５４は、入力側回転部材３２と出力側回転部材３４との間に配置され、入力側回転部材３２と出力側回転部材３４とを選択的に断接する。第１断接機構５４は、入力側回転部材３２に対して相対回転不能、且つ、軸方向への移動可能であり、外周部に外周噛合歯７０ａが形成されている円環状の可動スリーブ７０と、出力側回転部材３４の軸方向においてフロントデフ１７側の軸端に形成されている噛合歯７２とを、含んで構成されている。可動スリーブ７０は、その内周部が入力側回転部材３２に形成されている外周歯３２ａにスプライン嵌合されることで、入力側回転部材３２に対して相対回転不能、且つ軸方向への移動が可能とされている。

図２の回転軸心Ｃ１に対して上側が、外周噛合歯７０ａと噛合歯７２との噛合が解除（第１クラッチ解放）された状態を示している。この状態では、入力側回転部材３２と出力側回転部材３４との接続が遮断されるので、出力側回転部材３４にエンジン１０からの駆動力が伝達されない。一方、図２の回転軸心Ｃ１に対して下側が外周噛合歯７０ａと噛合歯７２とが噛み合った（第１クラッチ接続）状態を示している。この状態では、入力側回転部材３２と出力側回転部材３４とが第１断接機構５４を介して接続されるので、出力側回転部材３４にエンジン１０からの駆動力が伝達される。すなわち、後輪側に駆動力が伝達される。

また、前輪車軸２２の軸方向において玉軸受６６と可動スリーブ７０との間には、その可動スリーブ７０を軸方向において玉軸受６７側（フロントデフ１７と反対側）に付勢する、言い換えれば、外周噛合歯７０ａと噛合歯７２とが噛み合う側に付勢するスプリング７３が介在されている。

第１推力増幅機構５６は、前輪車軸２２の軸方向から見て入力側回転部材３２と出力側回転部材３４との間に設けられている噛合式クラッチ（ドグクラッチ）で構成されている。第１推力増幅機構５６は、第１カム７４と、前輪車軸２２の軸方向への移動可能に構成されている第２カム７６と、軸方向において第１カム７４と第２カム７６との間に介挿されているボールカム７８と、第２カム７６に当接することでその第２カム７６とともに軸方向に移動可能なピストン８０と、第２カム７６を軸方向において第１カム７４側（軸受６７側）に付勢するスプリング８２とを、含んで構成されている。

第１カム７４は、円環形状を有し、その内周面が入力側回転部材３２の外周面に摺動可能に嵌め付けられている。第１カム７４の外周端部には、第１制御クラッチ６０を構成する内側クラッチプレートが相対回転不能にスプライン嵌合されている。第２カム７６は、円環形状を有し、その内周部が入力側回転部材３２の外周部にスプライン嵌合されることで、入力側回転部材３２に対して相対回転不能、且つ、軸方向の移動可能とされている。第２カム７６の軸方向の端部から第１断接機構５４側に向かって伸びる突き出し部が形成されており、その突き出し部の軸端部がピストン８０に当接している。

第１カム７４および第２カム７６の互いに対向する面には、それぞれ凹溝状のカム面７４ａ、７６ａが形成され、その一対のカム面７４ａ、７６ａに挟まれるようにしてボールカム７８が介挿されている。そして、第１カム７４と第２カム７６とが相対回転すると、ボールカム７８が第１カム７４および第２カム７６のカム面７４ａ、７６ａを軸方向に押し拡げようとするため、第１カム７４と第２カム７６とが軸方向において離間する方向に相対移動させられる。また、第２カム７６の軸方向においてフロントデフ１７側の端部が、ピストン８０の軸方向の一端に当接していることから、例えば第２カム７６が軸方向においてフロントデフ１７側に移動すると、それに連動してピストン８０も同様に軸方向においてフロントデフ１７側に移動する。ピストン８０は、軸方向において第２カム７６および後述するホルダー９４と第１シンクロ機構６４との間に介挿されており、入力側回転部材３２に対して相対回転可能、且つ、軸方向への移動可能とされている。

第１制御クラッチ６０は、第１推力増幅機構５６（第１カム７４）の径方向外側に設けられており、第１推力増幅機構５６を構成する第１カム７４と非回転部材であるトランスファケース５８とを解放ないしは完全係合の間で調整可能に構成されている。第１制御クラッチ６０は、第１カム７４の外周端部にスプライン嵌合されることで、第１カム７４に対して相対回転不能、且つ、軸方向への相対移動可能な円板状の内側クラッチプレートと、その内側クラッチプレートに交互に重ねられ、外周部がトランスファケース５８に対して相対回転不能、且つ、軸方向への相対移動可能にスプライン嵌合されている円板状の外側クラッチプレートと、その外側クラッチプレートと同様に、外周部がトランスファケース５８に対して相対回転不能、且つ、軸方向への相対移動可能にスプライン嵌合されているアーマチュア８６とを、含んで構成されている。前記内側クラッチプレートと外側クラッチプレートによって、第１制御クラッチ６０の摩擦係合要素８４が構成される。

第１電磁ソレノイド６２は、前輪車軸２２の軸方向から見て第１制御クラッチ６０の摩擦係合要素８４およびアーマチュア８６と重なる位置に配置されている。第１電磁ソレノイド６２に電流が流れると、電磁ソレノイド周辺に磁束が生じ、アーマチュア８６が軸方向において第１電磁ソレノイド６２側に吸引されるように構成されている。従って、第１電磁ソレノイド６２に電流が流れると、アーマチュア８６が摩擦係合要素８４を押圧し、第１制御クラッチ６０においてトルクが発生する。また、第１電磁ソレノイド６２を流れる電流値に比例してアーマチュア８６の吸引力が大きくなる。従って、第１電磁ソレノイド６２の電流値が所定値を超えると、第１推力増幅機構５６の第１カム７４がトランスファケース５８に接続されて回転停止させられる。

第１推力増幅機構５６の第１カム７４が回転停止ないしは回転低下すると、入力側部材３２と一体的に回転させられる第２カム７６との間に相対回転が生じるため、ボールカム７８によって第１カム７４と第２カム７６とが軸方向に押し拡げられる。ここで、第１カム７４は、トランスファケース５８にスラスト軸受を介して当接することで軸方向への移動が規制されているため、第２カム７６が前輪車軸２２の軸方向においてフロントデフ１７側に移動させられる。また、第２カム７６に当接するピストン８０も同様に、軸方向においてフロントデフ１７側に移動させられる。

前輪車軸２２の軸方向においてピストン８０と可動スリーブ７０との間には、入力側回転部材３２と出力側回転部材３４とを回転同期するための第１シンクロ機構６４が設けられている。すなわち、第１シンクロ機構６４は、第１断接機構５４を接続する際の同期装置として機能する。第１シンクロ機構６４は、シンクロリング８８と、可動スリーブ７０に対して相対回転不能、且つ、軸方向への移動可能にスプライン嵌合されている摩擦係合部材９０と、出力側回転部材３４に対して相対回転不能、且つ、軸方向への移動可能にスプライン嵌合されている摩擦係合部材９２と、出力側回転部材３４の内周側に形成されて摩擦係合部材９０の外周面と摺接可能なテーパ部９３とを、含んで構成されている。

シンクロリング８８は、円環形状を有し、その内周部が第１回転部材３２にスプライン嵌合されることで、第１回転部材３２に対して相対回転不能、且つ、軸方向への移動可能に構成されている。摩擦係合部材９０は、円錐形状を有し、その内周部が可動スリーブ７０にスプライン嵌合されている。また、摩擦係合部材９０の外周側のテーパ面が第２回転部材３４の内周側に形成されるテーパ部９３に摺接させられているとともに、内周側のテーパ面が、摩擦係合部材９２の外周側のテーパ面と摺接させられている。さらに、シンクロリング８８の外周面はテーパ状に形成されており、摩擦係合部材９２の内周側のテーパ面が、シンクロリング８８の外周側のテーパ面と摺接させられている。また、シンクロリング８８とピストン８０との間には、軸方向の荷重を受けるスラスト軸受が介挿されている。

上記のように構成される第１シンクロ機構６４において、シンクロリング８８がピストン８０によって可動スリーブ７０側に押し付けられると、シンクロリング８８と摩擦係合部材９２との間の摺接面、摩擦係合部材９０と摩擦係合部材９２との間の摺接面、および第２回転部材３４と摩擦係合部材９０との間の摺接面で摩擦力が発生する。この摩擦力によって第１回転部材３２と第２回転部材３４とが回転同期させられる。そして、第１回転部材３２と第２回転部材３４とが回転同期されると、走行中において第１断接機構５４を構成する外周噛合歯７０ａと噛合歯７２との噛合が可能となる。

前輪車軸２２の軸方向においてピストン８０と第１推力増幅機構５６との間に、第１断接機構５４の断接状態を保持する固定機構（掛け止め機構）として機能する第１ホルダー９４が設けられている。第１ホルダー９４は、円環状に形成され、第１回転部材３２に対して相対回転不能、且つ、軸方向の移動不能に固定されている。また、第１ホルダー９４の外周面には、ピストン８０を掛け止めるための掛止歯９４ａ、９４ｂ（図３参照）が形成されている。

図３は、第１ホルダー９４によるピストン８０の掛け止めの作動原理を説明する模式図であって、第２カム７６、ピストン８０、および第１ホルダー９４を周方向に展開した図に対応している。なお、図３にあっては、紙面の上下方向が前輪車軸２２の軸方向に対応し、紙面の左右方向が周方向（回転方向）に対応している。また、図示はしないが、ピストン８０は、スプリング７３によって軸方向において第２カム７６側（紙面において下側）に常時付勢されている。

第１ホルダー９４の軸方向においてフロントデフ１７側の外周面には、上述したピストン８０を掛け止めするための掛止歯９４ａおよび掛止歯９４ｂが周期的に形成されている。この掛止歯９４ａおよび掛止歯９４ｂは、軸方向で異なる位置に形成されている。また、ピストン８０には、その掛止歯９４ａ、９４ｂによって掛け止めされる突起８０ａが周期的に形成されている。また、第２カム７６の軸端部には、ピストン８０と接触した際に、ピストン８０の突起８０ａに当接する押付歯７６ａおよび押付歯７６ｂが周期的に形成されている。この押付歯７６ａおよび押付歯７６ｂは、軸方向で異なる位置に形成されている。また、第２カム７６および第１ホルダー９４は、第１回転部材３２に対して相対回転不能とされているため、第２カム７６の押付歯７６ａ、７６ｂおよび第１ホルダー９４の掛止歯９４ａ、９４ｂの周方向（回転方向）の相対位置は変化しない。

図３の実線で示すＡ位置のピストン８０は、その突起８０ａが第１ホルダー９４の掛止歯９４ａに掛け止めさせられた状態を示している。これは、図２の回転軸心Ｃ１に対して下側の状態に対応しており、第１断接機構５４において、外周噛合歯７０ａと噛合歯７２とが噛み合わされた状態となる。すなわち、入力側回転部材３２と出力側回転部材３４とが第１クラッチ２８（第１断接機構５４）によって接続された状態となる。

この状態から第２カム７６が第１推力増幅機構５６によって軸方向に１往復すると、突起８０ａが押付歯７６ａによって持ち上げられる。このとき、ピストン８０が、スプリング７３の付勢力に抗って軸方向に移動し、突起８０ａが掛止歯９４ａを超えて掛止歯９４ｂ側に移動し、掛止歯９４ｂの斜面を滑ることで、一点鎖線で示すＢ位置で掛け止めされる。この状態では、ピストン８０が前輪車軸２２の軸方向においてフロントデフ１７側に移動し、図２の回転軸心Ｃ１に対して上側の状態となる。すなわち、第１断接機構５４において外周噛合歯７０ａと噛合歯７２との噛合が解除され、入力側回転部材３２と出力側回転部材３４との接続が第１クラッチ２８によって遮断された状態となる。

さらに、ピストン８０がＢ位置で掛け止めされた状態から第２カム７６が１往復すると、突起８０ａが第２カム７６の押付歯７６ｂによって持ち上げられ、ピストン８０がスプリング７３の付勢力に抗って軸方向に移動し、突起８０ａが掛止歯９４ｂを超えて掛止歯９４ａ側に移動し、その掛止歯９４ａの斜面を滑ることで、ピストン８０は破線で示すようにＡ位置に掛け止めされる。このように、ピストン８０は、第２カム７６が１往復する毎に、第１ホルダー９４によって第１クラッチ２８（第１断接機構５４）が接続されるＡ位置、または第１クラッチ２８（第１断接機構５４）の接続が解除されるＢ位置の何れかに掛け止めされる。そして、第２カム７６が作動しない状態では、第１ホルダー９４によってピストン８０がＡ位置およびＢ位置の何れかに機械的に保持される。

上記のように構成されるトランスファ１８において、例えば図２の回転軸心Ｃ１よりも上側に示すような第１クラッチ２８が解放された状態で、第１電磁ソレノイド６２に所定値以上の電流が流れると、第１推力増幅機構５６が作動して第２カム７６がピストン８０を軸方向に押圧することから、第１シンクロ機構６４も同様に作動して、入力側回転部材３２と出力側回転部材３４とが回転同期させられる。この状態で第１電磁ソレノイド６２の電流が遮断されると、スプリング７３の付勢力によって、可動スリーブ７０、第１シンクロ機構６４、およびピストン８０が前輪車軸２２の軸方向において玉軸受６７側に移動させられ、ピストン８０が第１ホルダー９４によって図３のＡ位置で掛け止めされる。このとき、図２の回転軸心Ｃ１よりも下側に示すように、外周噛合歯７０ａと噛合歯７２とが噛み合わされ、第１クラッチ２８（第１断接機構５４）が接続される。また、第２カム７６は、スプリング８２の付勢力によって前輪車軸２２の軸方向において玉軸受６７側に移動させられる。このようにして、第２カム７６が１往復すると、第１クラッチ２８が接続され、その状態が第１ホルダー９４によって機械的に保持される。

また、図２の回転軸心Ｃ１よりも下側に示すような第１クラッチ２８が接続された状態で、第１電磁ソレノイド６２に所定値以上の電流が流れると、第１推力増幅機構５６が作動して第２カム７４がピストン８０を軸方向に押圧する。なお、第１クラッチ２８が接続された状態では、第１シンクロ機構６４は作動しないが、ピストン８０によって前輪車軸２２の軸方向において玉軸受６６側（フロントデフ１７側）に移動させられる。これに伴って、第１シンクロ機構６４のシンクロリング８８と当接する可動スリーブ７０についても前輪車軸２２の軸方向において玉軸受６６側に移動させられ、外周噛合歯７０ａと噛合歯７２との噛合が解除される。この状態で第１電磁ソレノイド６２の電流が遮断されると、スプリング７３の付勢力によって、可動スリーブ７０、第１シンクロ機構６４、およびピストン８０が第１ホルダー９４によって図３のＢ位置に掛け止めされる。このとき、図２の回転軸心Ｃ１よりも上側に示すように、外周噛合歯７０ａと噛合歯７２との噛合が解除された状態で維持され、第１クラッチ２８が遮断される。

このように、第１電磁ソレノイド６２に所定値以上の電流が印加され、第１推力増幅機構５６の第２カム７６が１往復させられる度に、第１クラッチ２８の断接状態が切り替えられ、且つ、第１電磁ソレノイド６２の電流が遮断されてもその断接状態が第１ホルダー９４によって機械的に保持される。

また、第２クラッチ３６についても図２のトランスファ１８と同様に構成されており、図示しない第２推力増幅機構、第２制御クラッチ、第２断接機構、第２電磁ソレノイド１１０（図４参照）、第２ホルダーを含んで構成されている。第２電磁ソレノイド１１０に所定値以上の電流が印加され、図示しない第２制御クラッチが係合されて第２増幅機構の第２カムが１往復させられる度に、第２断接機構の噛合状態が切り替えられ、且つ、第２電磁ソレノイドの電流が遮断されてもその断接状態が図示しない第２ホルダーによって機械的に保持されるように構成されている。

上記のように構成される４輪駆動装置８において、２輪駆動走行時に所定の条件を満たすと、第１クラッチ２８および第２クラッチ３６を解放して、第１クラッチ２８と第２クラッチ３６との間の動力伝達経路を構成する回転部材（プロペラシャフト２０等）の引き摺りを低減することで燃費を向上させる制御が実行される。なお、所定の条件とは、例えば車速Ｖの変化が所定値未満である状態が所定時間継続したか否か、操舵角の変化が所定値未満の状態が所定時間継続したか否か等に基づいて、車両が定常走行状態であると判断された場合である。

ところで、上記２輪駆動走行中において、エンジン１０のトルク変動（回転変動）が大きくなる領域を走行中に、そのトルク変動が駆動系（自動変速機１６、トランスファ１８等）に伝達されると、例えば図２のスプライン嵌合部１９でスプライン歯の歯面同士が連続的に衝突することによる異音（所謂ガー音）が発生する。これに対して、第１クラッチ２８を接続してスプライン嵌合部１９のガタを詰めれば異音は抑制されるが、プロペラシャフト２０等の回転部材の引き摺りにより、燃費が悪化する。そこで、本実施例では、以下に説明する制御を実行することによって、燃費の悪化を抑制しつつ異音を抑制する。なお、プロペラシャフト２０が、本発明の第１クラッチと第２クラッチとの間に配置される回転部材に対応している。

図４は、２輪駆動走行中において燃費悪化を抑制しつつ異音の発生を抑制する電子制御装置１００の入出力系統および電子制御装置１００の制御機能を説明する機能ブロック線図である。

電子制御装置１００には、エンジン回転速度センサ１０１によって検出されるエンジン回転速度Ｎe、第１回転速度センサ１０２によって検出される入力側回転部材３２の回転速度Ｎinを表す信号、第２回転速度センサ１０４によって検出される出力側回転部材３４の回転速度Ｎoutを表す信号、第３回転速度センサ１０６によって検出されるプロペラシャフト２０に接続されたドライブピニオン３８の回転速度（すなわちプロペラシャフト２０のペラ回転速度Ｎp）を表す信号、第４回転速度センサ１０８によって検出される後輪車軸２６の回転速度Ｎrを表す信号等が入力される。また、図示はしないが、アクセル開度センサによって検出されるアクセル開度Ａcc、スロットル弁開度センサによって検出されるスロットル弁開度θth、操舵角センサによって検出されるハンドルの操舵角θ等の各種情報が入力される。また、電子制御装置１００からは、第１クラッチ２８（第１制御クラッチ６０）を制御する第１電磁ソレノイド６２の駆動信号、第２クラッチ３６（第２制御クラッチ）を制御する第２電磁ソレノイド１１０の駆動信号、第１カップリング３０の伝達トルクを制御する図示しないリニアソレノイドの駆動信号、第２カップリング３１の伝達トルクを制御する図示しないリニアソレノイドの駆動信号等が出力される。

電子制御装置１００は、異音発生条件成立判定部１２０、ソレノイド電流制御部１２２、回転速度上昇判定部１２４、および回転速度低下判定部１２６を機能的に備えている。

異音発生条件成立判定部１２０は、２輪駆動走行中において異音発生が予測されるまたは異音が発生する所定条件が成立したか否かを判定する。異音発生条件成立判定部１２０は、例えばエンジン回転速度Ｎeが異音の発生する回転速度範囲(NE_THD≦Ne≦NE_THU)にある場合に、異音発生が予測されるまたは異音が発生する条件が成立したものと判定する。なお、NE_THDは、異音が発生する領域の異音発生域下限値を示し、NE_THUは、異音が発生する異音発生域上限値を示している。これら異音発生域下限値NE_THDおよび異音発生域上限値NE_THUは、予め実験的に求められ、それぞれ異音が発生するエンジン回転速度領域の下限および上限の閾値に設定されている。

ここで、異音発生が予測されるまたは異音が発生する所定条件として、エンジン回転速度Ｎeだけでなく、エンジン回転速度Ｎeおよびアクセル開度Ａcc等から求められるエンジントルクＴe（エンジン負荷）が所定値以上である場合、自動変速機２０の変速段が所定段以上の高速段である場合、あるいはロックアップクラッチ１１が係合ないしは半係合状態である場合等であって構わない。或いは、これらの条件のうち少なくとも１つの条件が成立したか否かに基づいて異音の発生を判定することもできる。例えばロックアップクラッチ１１が係合ないしは半係合状態であって、且つ、エンジン回転速度Ｎeが異音発生領域にある場合に異音が発生するものと判定するなど、異音発生の予測または異音が発生する条件を車両毎に適宜変更することができる。

ソレノイド電流制御部１２２は、異音発生条件成立判定部１２０に基づいて異音発生が予測されるまたは異音が発生する条件が成立したと判定されると、第１電磁ソレノイド６２の電流値を制御して第１制御クラッチ６０に引き摺りを発生させて第１シンクロ機構６４を作用させる（本願の第１クラッチの半係合に相当）ことで、スプライン嵌合部１９に形成されるガタを詰めるガタ詰めを実行する。このガタ詰めが実行されることで、スプライン嵌合部１９でのスプライン歯の歯面同士の衝突による異音が抑制される。なお、第１クラッチ２８を構成する第１断接機構５４は、噛合式クラッチで構成され第１クラッチ２８のトルク容量を制御できないが、第１シンクロ機構６４が作用すると、摩擦によるトルク伝達が可能となる。従って、第１クラッチ２８は、シンクロ機構６４を介してトルク伝達可能（半係合可能）となる。

第１電磁ソレノイド６２に所定値未満の微小電流が供給されると、第１制御クラッチ６０が引き摺られることから、第１シンクロ機構６４が作用してスプライン嵌合部１９に形成されるガタが詰められる。そこで、ソレノイド電流制御部１２２は、予め設定される初期微小電流Ｉcaを印加することで、第１制御クラッチ６０において引き摺りを発生させる。この初期微小電流Ｉcは、予め実験的に求められる値であって、第１制御クラッチ６０において引き摺り（引き摺りトルク）が発生し、第１シンクロ機構６４が作用する値に設定されている。このとき、第２クラッチ３６は、解放状態が維持されることで、後輪１４側からの回転伝達が第２クラッチ３６を介してプロペラシャフト２０等に伝達されることが防止される。

回転速度上昇判定部１２４は、ソレノイド電流制御部１２２による第１電磁ソレノイド６２への電流印加中に、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpが予め設定されている閾値NP_THU以上(Ｎp≧NP_THU)になったか否かを判定する。閾値NP_THUは、予め設定される値であり、例えばペラ回転速度Ｎpの回転に伴う燃費の影響が殆ど生じない程度の低い値に設定されている。

ソレノイド電流制御部１２２は、回転速度上昇判定部１２４に基づいてプロペラシャフト２０の回転速度Ｎpが閾値NP_THU以上になったと判断されると、プロペラシャフト２０の回転速度Ｎpが低下するように第１電磁ソレノイド６２に印加される微小電流Ｉcを調整する。調整後の微小電流Ｉc’は、下式（１）に基づいてフィードバック制御される。ここで、Ｋpは比例ゲインを示し、Ｋiは積分ゲインを示し、eは目標となるペラ回転速度Ｎpを０としたペラ回転速度偏差（０−Ｎp）を示している。式（１）に基づいて微小電流Ｉc（Ｉc’）がフィードバック制御されることで、ペラ回転速度Ｎpが低下する。
Ｉc’＝Ｉc＋（Ｋp×e＋Ｋi×∫edt）・・・（１）

回転速度低下判定部１２６は、ソレノイド電流制御部１２２による微小電流Ｉcのフィードバック制御によって、ペラ回転速度Ｎpが予め設定されている閾値NP_THD以下になった(Ｎp≦NP_THD)か否かを判定する。閾値NP_THDは、予め設定される値であり、例えばペラ回転速度Ｎpを検出する第３回転速度センサ１０６の回転速度検出精度が確保される、すなわち上記フィードバック制御が実行可能となる回転速度の下限値近傍の微小な値に設定されている。

ソレノイド電流制御部１２２は、回転速度低下判定部１２６によってペラ回転速度Ｎpが閾値NP_THD以下になったと判定されると、予め設定されている所定時間ＴＨだけその時点の電流値Ｉcで維持したあと、再び予め設定される初期微小電流Ｉcaに復帰させる。

図５は、電子制御装置１００の制御作動の要部、すなわち２輪駆動走行(第１クラッチ２８および第２クラッチ３６を解放)で走行中に発生する異音を燃費悪化させることなく抑制する制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートは、エンジン１０が作動している間、繰り返し実行される。

先ず、異音発生条件成立判定部１２０に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略する）において、例えばエンジン回転速度Ｎeが異音の発生する回転領域(NE_THD≦Ne≦NE_THU)であるか否かが判定される。エンジン回転速度Ｎeが異音の発生する回転領域内にあればＳ２に進み、そうでない場合にはＳ７に進む。ソレノイド電流制御部１２２に対応するＳ２では、第１電磁ソレノイド６２が通電され、初期微小電流Ｉcaが印加される。次いで、回転速度上昇判定部１２４に対応するＳ３では、ペラ回転速度Ｎpが閾値NP_THU以上になったか否かが判定される。ペラ回転速度Ｎpが閾値NP_THU以上になった判定される場合はＳ４に進み、ペラ回転速度Ｎpが閾値NP_THU未満と判定される場合はリターンされる。

ソレノイド電流制御部１２２に対応するＳ４では、Ｓ３においてペラ回転速度Ｎpが閾値NP_THU以上になったと判定されたことから、ペラ回転速度Ｎpが低下するように、第１電磁ソレノイド６２の微小電流Ｉcが、上述した式（１）に基づいてフィードバック制御される。そして、回転速度低下判定部１２６に対応するＳ５において、ペラ回転速度Ｎpが閾値NP_THD未満になったか否かが判定される。ペラ回転速度Ｎpが閾値NP_THD以上と判定されると、Ｓ４に戻りフィードバック制御が繰り返し実行される。ペラ回転速度Ｎpが閾値NP_THD未満と判定されると、ソレノイド電流制御部１２２に対応するＳ６において、その時点の電流値で所定時間ＴＨだけ維持したのち、再び初期微小電流Ｉcaに復帰される。

Ｓ１に戻り、エンジン回転速度Ｎeが異音発生領域にないと判定されると、Ｓ７において、異音を抑制する制御（Ｓ２〜Ｓ６）が実行中であるか否かが判定される。異音を抑制する制御が実行中でない場合にはリターンされ、異音を抑制する制御が実行中であった場合には、ソレノイド電流制御部１２２に対応するＳ８において第１電磁ソレノイド６２の通電が遮断される。

図６は、電子制御装置１００による作動結果を示すタイムチャートである。図６のｔ１時点において、エンジン回転速度Ｎeが異音発生領域に入ると第１電磁ソレノイド６２が通電され、初期微小電流Ｉcaが印加される。これに伴って第１制御クラッチ６０において引き摺りが発生し、第１シンクロ機構６４が作用することでプロペラシャフト２０のペラ回転速度Ｎpが無回転から上昇し、スプライン嵌合部１９等で形成されるガタが詰められる。ｔ２時点において、ペラ回転速度Ｎpが予め設定されている閾値NP_THU以上(Ｎp≧NP_THU)になると、ペラ回転速度Ｎpを低下させるために微小電流Ｉcのフィードバック制御が開始され、微少電流Ｉcが低下する。これに伴って、ペラ回転速度Ｎpの上昇が収まると、ペラ回転速度Ｎpが低下しだす。そして、ｔ３時点において、ペラ回転速度Ｎpが閾値NP_THDまで低下すると、所定時間ＴＨだけその時点の微小電流Ｉcで維持され、ｔ４時点において微少電流Ｉcが再び初期微小電流Ｉcaに向かって漸増させられる。ｔ５時点において微小電流Ｉcが初期微小電流Ｉcaに到達すると、その電流値で維持される。ｔ６時点においてエンジン回転速度Ｎeが異音発生領域外になると、第１電磁ソレノイド６２の通電が遮断される。

上述のように、本実施例によれば、第１クラッチ２８および第２クラッチ３６が解放された２輪駆動走行中に、第１クラッチ２８（第１制御クラッチ６０）が半係合されることで、プロペラシャフト２０が第１クラッチ２８の係合時の回転速度で回転することなく４輪駆動装置を構成するスプライン嵌合部やギヤ部でのガタが詰められるため、異音発生の抑制と燃費悪化の抑制とを両立することができる。

また、本実施例によれば、第１クラッチ２８（第１制御クラッチ６０）において引き摺りが発生する程度に、プロペラシャフト２０のペラ回転速度Ｎpに基づいて第１電磁ソレノイド６２の電流値を制御することで、プロペラシャフト２０が無駄に回転することもないため、燃費悪化が抑制される。

また、本実施例によれば、エンジン回転速度Ｎeが異音の発生する回転速度範囲(NE_THD≦Ne≦NE_THU)になると本制御を実行することで、エンジン１２のトルク変動に起因する異音を効率よく抑制することができる。また、異音が問題とならない運転領域では、本制御を実行しないことで、燃費の悪化が一層抑制される。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図７は、本発明の他の実施例である車両用４輪駆動装置１５０（以下、４輪駆動装置１５０）の構造を概略的に説明する骨子図である。図７において、４輪駆動装置１５０は、駆動源としてのエンジン１４９、左右の前輪１５１Ｌ，１５１Ｒ(特に区別しない場合には前輪１５１という)、左右の後輪１５３Ｌ，１５３Ｒ(特に区別しない場合には後輪１５３という)、エンジン１４９の動力を前輪１５１と後輪１５３とへそれぞれ伝達する動力伝達装置１５２などを備えている。後輪１５３は、２輪駆動走行中および４輪駆動走行中のときに共に駆動輪となる主駆動輪である。前輪１５１は、２輪駆動走行中のときに従動輪となり且つ４輪駆動走行中のときに駆動輪となる副駆動輪である。従って、４輪駆動装置１５０は、前置エンジン後輪駆動(ＦＲ)をベースとする４輪駆動装置である。

動力伝達装置１５２は、エンジン１４９に連結された自動変速機１５４、変速機１５４に連結された前後輪動力分配装置である車両用トランスファ１５６(以下、トランスファ１５６という)、トランスファ１５６にそれぞれ連結されたフロントプロペラシャフト１５８及びリヤプロペラシャフト１６０、フロントプロペラシャフト１５８に連結された前輪用差動歯車装置１６２、リヤプロペラシャフト１６０に連結された後輪用差動歯車装置１６４、前輪用差動歯車装置１６２に連結された左右の前輪車軸１６６Ｌ，１６６Ｒ(特に区別しない場合には前輪車軸１６６という)、後輪用差動歯車装置１６４に連結された左右の後輪車軸１６８Ｌ，１６８Ｒ(特に区別しない場合には後輪車軸１６８という)などを備えている。このように構成された動力伝達装置１５２において、自動変速機１５４を介してトランスファ１５６へ伝達されたエンジン１４９の動力は、トランスファ１５６から、リヤプロペラシャフト１６０、後輪用差動歯車装置１６４、後輪車軸１６８等の後輪側の動力伝達経路を順次介して後輪１５３へ伝達される。又、後輪１５３側へ伝達されるエンジン１４９の動力の一部は、トランスファ１５６にて前輪１５１側へ分配されて、フロントプロペラシャフト１５８、前輪用差動歯車装置１６２、前輪車軸１６６等の前輪側の動力伝達経路を順次介して前輪１５１へ伝達される。

前輪用差動歯車装置１６２は、フロント側クラッチ１７０を前輪車軸１６２Ｒ側に(すなわち前輪用差動歯車装置１６２と前輪１５１Ｒとの間に)備えている。フロント側クラッチ１７０は、前輪用差動歯車装置１６２と前輪１５１Ｒとの間の動力伝達経路を選択的に接続又は遮断する、電気的(電磁的)に制御されるドグクラッチ(すなわち噛合式クラッチ)である。なお、フロント側クラッチ１７０において、さらに、同期機構(シンクロ機構)が備えられていても構わない。なお、フロント側クラッチ１７０が、本発明の第２クラッチに対応する。

図８は、トランスファ１５６の骨子図である。図８において、トランスファ１５６は、非回転部材としてのトランスファケース１７２を備えている。トランスファ１５６は、トランスファケース１７２内において、入力回転部材としての入力軸１７４と、第１の左右の車輪としての後輪１５３へ動力を出力する第１の出力回転部材としての後輪側出力軸１７６と、第２の左右の車輪としての前輪１５１へ動力を出力する第２の出力回転部材としてのドライブギヤ１７８と、入力軸１７４の回転を変速して後輪側出力軸１７６へ伝達する副変速機としてのハイロー切替機構１８０と、後輪側出力軸１７６からドライブギヤ１７８へ伝達する伝達トルクを調整する多板のクラッチとしての前輪駆動用クラッチ１８２とを共通の軸心Ｃ１回りに備えている。また、トランスファ１５６は、トランスファケース１７２内において、前輪側出力軸１８４と、前輪側出力軸１８４に一体的に設けられたドリブンギヤ１８６とを共通の軸心Ｃ２回りに備え、さらに、ドライブギヤ１７８とドリブンギヤ１８６との間を連結する前輪駆動用チェーン１８８と、後輪側出力軸１７６とドライブギヤ１７８とを一体的に連結するドグクラッチとしてデフロック機構１９０とを備えている。なお、前輪駆動用クラッチ１８２が、本発明の第１クラッチに対応している。

入力軸１７４は、自動変速機１５４の出力回転部材(不図示)にスプライン嵌合継手などを介して連結されており、エンジン１４９から自動変速機１５４を介して入力された駆動力(トルク)によって回転駆動させられる。後輪側出力軸１７６は、リヤプロペラシャフト１６０に連結された主駆動軸である。ドライブギヤ１７８は、後輪側出力軸１７６まわりに相対回転可能に設けられている。前輪側出力軸１８４は、フロントプロペラシャフト１５８に連結された副駆動軸である。

このように構成されたトランスファ１５６は、例えばドライブギヤ１７８へ伝達するトルクを調整して、自動変速機１５４から伝達された動力を後輪１５３のみへ伝達したり、或いは前輪１５１及び後輪１５３のそれぞれに分配する。また、トランスファ１５６は、例えばリヤプロペラシャフト１６０とフロントプロペラシャフト１５８との間の回転差動が制限されない差動状態とそれらの間の回転差動が制限された非差動状態(所謂センターデフロック状態)とを切り替える。また、トランスファ１５６は、例えば高速側ギヤ段(高速側変速段)Ｈ及び低速側ギヤ段(低速側変速段)Ｌの何れかを成立させて、自動変速機１５４からの回転を変速して後段へ伝達する。つまり、トランスファ１５６は、入力軸１７４の回転をハイロー切替機構１８０を介して後輪側出力軸１７６へ伝達すると共に、前輪駆動用クラッチ１８２を介した伝達トルクが零とされ且つデフロック機構１９０が解放された状態では、後輪側出力軸１７６から前輪側出力軸１８４への動力伝達は行われない一方で、前輪駆動用クラッチ１８２を介してトルクが伝達されるか或いはデフロック機構１９０が係合された状態では、後輪側出力軸１７６からドライブギヤ１７８、前輪駆動用チェーン１８８、およびドリブンギヤ１８６を介して前輪側出力軸１８４への動力伝達が行われる。

具体的には、ハイロー切替機構１８０は、シングルピニオン型の遊星歯車装置１９２と、ハイロースリーブ１９４とを備えている。遊星歯車装置１９２は、入力軸１７４に対して軸心Ｃ１まわりの回転不能に連結されたサンギヤＳと、そのサンギヤＳ１に対して略同心に配置され、トランスファケース１７２に軸心Ｃ１まわりの回転不能に連結されたリングギヤＲと、これらサンギヤＳ及びリングギヤＲに噛み合う複数のピニオンギヤＰを自転可能且つサンギヤＳ回りの公転可能に支持するキャリヤＣＡとを有している。よって、サンギヤＳの回転速度は入力軸１７４に対して等速であり、キャリヤＣＡの回転速度は入力軸１７４に対して減速される。このサンギヤＳの内周面にはハイ側ギヤ歯１９６が固設されており、また、キャリヤＣＡにはハイ側ギヤ歯１９６と同径のロー側ギヤ歯１９８が固設されている。

ハイ側ギヤ歯１９６は、入力軸１７４と等速の回転を出力する、高速側ギヤ段Ｈの成立に関与するスプライン歯である。ロー側ギヤ歯１９８は、ハイ側ギヤ歯１９６よりも低速側の回転を出力する、低速側ギヤ段Ｌの成立に関与するスプライン歯である。ハイロースリーブ１９４は、後輪側出力軸１７６に軸心Ｃ１と平行な方向の相対移動可能にスプライン嵌合されており、フォーク連結部１９５と、フォーク連結部１９５と隣接して一体的に設けられた、後輪側出力軸１７６の軸心Ｃ１と平行な方向への移動によってハイ側ギヤ歯１９６とロー側ギヤ歯１９８とにそれぞれ噛み合う外周歯１９７とを有している。ハイ側ギヤ歯１９６と外周歯１９７とが噛み合うことで、入力軸１７４の回転と等速の回転が後輪側出力軸１７６へ伝達され、ロー側ギヤ歯１９８と外周歯１９７とが噛み合うことで、入力軸１７４の回転に対して減速された回転が後輪側出力軸１７６へ伝達される。ハイ側ギヤ歯１９６とハイロースリーブ１９４とは、高速側ギヤ段Ｈを形成する高速側ギヤ段用クラッチとして機能し、ロー側ギヤ歯１９８とハイロースリーブ１９４とは、低速側ギヤ段Ｌを形成する低速側ギヤ段用クラッチとして機能する。ハイロー切替機構１８０は、ハイロースリーブ１９４がハイ側ギヤ歯１９６とロー側ギヤ歯１９８との何れとも噛み合わないことにより動力伝達遮断状態(ニュートラル状態)になり、高速側ギヤ段Ｈと低速側ギヤ段Ｌとの間でギヤ段が切り替えられる際には、この動力伝達可能状態を経てから切り替えられる。

デフロック機構１９０は、ドライブギヤ１７８の内周面に固設されたロック歯２００と、後輪側出力軸１７６に軸心Ｃ１と平行な方向の相対移動可能にスプライン嵌合されて、軸心Ｃ１と平行な方向への移動によってロック歯２００に噛み合う外周歯２０１が外周面に固設されたロックスリーブ２０２とを有している。トランスファ１５６は、ロックスリーブ２０２の外周歯２０１とロック歯２００とが噛み合ったデフロック機構１９０の係合状態では、後輪側出力軸１７６とドライブギヤ１７８とが一体的に回転させられて、センターデフロック状態が形成される。

ハイロースリーブ１９４は、遊星歯車装置１９２に対してドライブギヤ１７８側の空間に設けられている。ロックスリーブ２０２は、ハイロー切替機構１８０とドライブギヤ１７８との間の空間に、ハイロースリーブ１９４と隣接して別体で設けられている。トランスファ１５６は、ハイロースリーブ１９４とロックスリーブ２０２との間に、それぞれに当接してハイロースリーブ１９４とロックスリーブ２０２とを相互に離間させる側へ付勢する第１のスプリング２０４(以下、第１スプリング２０４という)を備えている。トランスファ１５６は、ドライブギヤ１７８とロックスリーブ２０２との間に、後輪側出力軸１７６の凸部１７７とロックスリーブ２０２とに当接してロックスリーブ２０２をロック歯２００から離す側へ付勢する第２のスプリング２０６(以下、第２スプリング２０６という)を備えている。凸部１７７は、ドライブギヤ１７８の径方向内側の空間においてロック歯２００側に突出して設けられた後輪側出力軸１７６の鍔部である。ハイ側ギヤ歯１９６は、軸心Ｃ１に平行な方向に見てロー側ギヤ歯１９８よりもロックスリーブ２０２から離れた位置に設けられている。ハイロースリーブ１９４の外周歯１９７は、ハイロースリーブ１９４がロックスリーブ２０２から離間する側(図８において左側)にてハイ側ギヤ歯１９６と噛み合い、ハイロースリーブ１９４がロックスリーブ２０２に接近する側(図８において右側)にてロー側ギヤ歯１９８と噛み合う。ロックスリーブ２０２の外周歯２０１は、ロックスリーブ２０２がドライブギヤ１７８に接近する側(図８において右側)にてロック歯２００と噛み合う。従って、ロックスリーブ２０２の外周歯２０１は、ハイロースリーブ１９４がロー側ギヤ歯１９８と噛み合う位置にてロック歯２００と噛み合う。

前輪駆動用クラッチ１８２は、後輪側出力軸１７６にスプライン嵌合部２０７を介して相対回転不能に連結されたクラッチハブ２０８と、ドライブギヤ１７８に相対回転不能に連結されたクラッチドラム２１０と、クラッチハブ２０８とクラッチドラム２１０との間に介挿されこれらを選択的に断接する摩擦係合要素２１２と、摩擦係合要素２１２を押圧するピストン２１４とを備える、多板の摩擦クラッチである。前輪駆動用クラッチ１８２は、後輪側出力軸１７６の軸心Ｃ１まわりに、ドライブギヤ１７８に対してハイロー切替機構１８０とは反対側に配置されて、ドライブギヤ１７８側に移動するピストン２１４によって摩擦係合要素２１２が押し付けられる。前輪駆動用クラッチ１８２は、ピストン２１４がドライブギヤ１７８から軸心Ｃ１に平行な方向に離れる側である非押圧側(図８において右側)に移動させられて摩擦係合要素２１２に当接しない状態では、解放状態となる。一方で、前輪駆動用クラッチ１８２は、ピストン２１４がドライブギヤ１７８に軸心Ｃ１に平行な方向に近づく側である押圧側(図８において左側)に移動させられて摩擦係合要素２１２に当接する状態では、ピストン２１４の移動量によって伝達トルクが調整され、解放状態又はスリップ状態又は係合状態となる。

トランスファ１５６は、前輪駆動用クラッチ１８２の解放状態且つロックスリーブ２０２の外周歯２０１とロック歯２００とが噛み合っていないデフロック機構１９０の解放状態では、後輪側出力軸１７６とドライブギヤ１７８との間の動力伝達経路が遮断されて、自動変速機１５４から伝達された動力を後輪１５３のみへ伝達する。トランスファ１５６は、前輪駆動用クラッチ１８２のスリップ状態または係合状態では、自動変速機１５４から伝達された動力を前輪１５１および後輪１５３のそれぞれに分配する。トランスファ１５６は、前輪駆動用クラッチ１８２のスリップ状態では、後輪側出力軸１７６とドライブギヤ１７８との間の回転差動が許容されて、差動状態(非センターデフロック状態)が形成される。トランスファ１５６は、前輪駆動用クラッチ１８２の係合状態では、後輪側出力軸１７６とドライブギヤ１７８とが一体的に回転させられて、センターデフロック状態が形成される。前輪駆動用クラッチ１８２は、伝達トルクが制御されることで、前輪１５１と後輪１５３とのトルク配分を例えば０：１００〜５０：５０の間で連続的に変更することができる。

トランスファ１５６は、ハイロー切替機構１８０、前輪駆動用クラッチ１８２、及びデフロック機構１９０を作動させる装置として、モータ２１６と、モータ２１６の回転運動を直線運動に変換するねじ機構２１８と、ねじ機構２１８の直線運動力をハイロー切替機構１８０、前輪駆動用クラッチ１８２、およびデフロック機構１９０へそれぞれ伝達する伝達機構２２０とを、更に備えている。

ねじ機構２１８は、後輪側出力軸１７６と同じ軸心Ｃ１まわりに配置されており、トランスファ１５６に備えられたウォームギヤ２２２を介してモータ２１６に間接的に連結された回転部材としてのねじ軸部材２２４と、ねじ軸部材２２４の回転に伴って軸心Ｃ１と平行な方向に移動可能にねじ軸部材２２４に連結された直線運動部材としてのナット部材２２６とを備えている。ねじ機構２１８は、ねじ軸部材２２４とナット部材２２６が多数のボール２２８を介して作動するボールねじである。ウォームギヤ２２２は、モータ２１６のモータシャフトと一体的に形成されたウォーム２３０と、軸心Ｃ１回りに配置されてねじ軸部材２２４と一体的に形成されたウォームホイール２３２とを備えた歯車対である。例えばブラシレスモータであるモータ２１６の回転は、ウォームギヤ２２２を介してねじ軸部材２２４へ減速されて伝達される。ねじ機構２１８は、ねじ軸部材２２４に伝達されたモータ２１６の回転を、ナット部材２２６の直線運動に変換する。

伝達機構２２０は、ねじ軸部材２２４の軸心Ｃ１と平行な別の軸心Ｃ３まわりに設けられて、ナット部材２２６に連結されたフォークシャフト２３４と、フォークシャフト２３４に固設されて、ハイロースリーブ１９４に連結されたフォーク２３６とを備えている。伝達機構２２０は、ねじ機構２１８におけるナット部材２２６の直線運動力を、フォークシャフト２３４、及びフォーク２３６を介してハイロー切替機構１８０のハイロースリーブ１９４へ伝達する。ハイロースリーブ１９４とロックスリーブ２０２とは第１スプリング２０４を介して相互に力が付与され、また、ロックスリーブ２０２は第２スプリング２０６を介して後輪側出力軸１７６の凸部１７７から力を付与されている。従って、伝達機構２２０は、ねじ機構２２４におけるナット部材２２６の直線運動力を、ハイロースリーブ１９４を介してデフロック機構１９０のロックスリーブ２０２へ伝達する。そのため、第１スプリング２０４及び第２スプリング２０６は、伝達機構２２０の一部を構成する部材として機能する。

ねじ機構２１８は、前輪駆動用クラッチ１８２に対してドライブギヤ１７８とは反対側に配置されている。前輪駆動用クラッチ１８２のピストン２１４は、ねじ機構２１８のナット部材２２６とは軸心Ｃ１と平行な方向の相対移動不能且つ軸心Ｃ１回りの相対回転可能に連結されている。従って、ねじ機構２１８におけるナット部材２２６の直線運動力は、ピストン２１４を介して前輪駆動用クラッチ１８２の摩擦係合要素２１２に伝達される。そのため、ピストン２１４は、ナット部材２２６に連結された、前輪駆動用クラッチ１８２の摩擦係合要素２１２を押し付ける押付部材であり、伝達機構２２０の一部を構成する部材として機能する。このように、伝達機構２２０は、ねじ機構２１８におけるナット部材２２６の直線運動力を、前輪駆動用クラッチ１８２の摩擦係合要素２１２へ伝達する。

伝達機構２２０は、ナット部材２２６とフォークシャフト２３４とを連結する連結機構２３８を備えている。連結機構２３８は、軸心Ｃ３と平行な方向にフォークシャフト２３４と摺動可能に軸心Ｃ３まわりに配置された、一端部に設けられた鍔どうしが相対する２つの鍔付円筒部材２４０ａ、２４０ｂ、２つの鍔付円筒部材２４０ａ，２４０ｂの間に介在させられた円筒状のスペーサ２４２、およびスペーサ２４２の外周側に配置された第３のスプリング２４４(以下、第３スプリング２４４という)と、２つの鍔付円筒部材２４０ａ，２４０ｂを軸心Ｃ３と平行な方向に摺動可能に把持する把持部材２４６と、把持部材２４６とナット部材２２６とを連結する連結部材２４８とを備えている。把持部材２４６は、鍔付円筒部材２４０ａ，２４０ｂの鍔に当接することで鍔付円筒部材２４０ａ，２４０ｂをフォークシャフト２３４上で摺動させる。鍔付円筒部材２４０ａ，２４０ｂの鍔が共に把持部材２４６と当接した状態における鍔間の長さは、スペーサ２４２の長さよりも長くされている。従って、鍔が共に把持部材２４６と当接した状態は、第３スプリング２４４の付勢力によって形成される。

フォークシャフト２３４は、鍔付円筒部材２４０ａ，２４０ｂの各々を軸心Ｃ３と平行な方向の摺動不能とするストッパ２５０ａ，２５０ｂを、外周面に備えている。ストッパ２５０ａ，２５０ｂにより鍔付円筒部材２４０ａ，２４０ｂが摺動不能とされることで、伝達機構２２０は、ナット部材２２６の直線運動力を、フォークシャフト２３４、及びフォーク２３６を介してハイロー切替機構１８０へ伝達することができる。

ロックスリーブ２０２の外周歯２０１は、フォークシャフト２３４がハイロースリーブ１９４の外周歯２０１をロー側ギヤ歯１９８に噛み合わせる位置(ローギヤ位置と称す)にてロック歯２００と噛み合う。前輪駆動用クラッチ１８２の摩擦係合要素２１２は、フォークシャフト２３４がハイロースリーブ１９４の外周歯１９７をハイ側ギヤ歯１９６に噛み合わせる位置(ハイギヤ位置と称す)にてピストン２１４によって押し付けられ、フォークシャフト２３４のローギヤ位置にてピストン２１４によって押し付けられない。

フォークシャフト２３４のハイギヤ位置では、鍔付円筒部材２４０ａ，２４０ｂの鍔間の長さを、鍔が共に把持部材２４６と当接した状態での長さと、スペーサ２４２の長さとの間で変化させることができる。従って、連結機構２３８は、フォークシャフト２３４のハイギヤ位置のままで、前輪駆動用クラッチ１８２の摩擦係合要素２１２がピストン２１４によって押し付けられる位置と押し付けられない位置との間で、ナット部材２２６の軸心Ｃ１と平行な方向の移動を許容する。

トランスファ１５６は、フォークシャフト２３４のハイギヤ位置を保持し、また、フォークシャフト２３４のローギヤ位置を保持するギヤ位置保持機構２５２を備えている。ギヤ位置保持機構２５２は、フォークシャフト２３４が摺動するトランスファケース１７２の内周面に形成された収容孔２５４と、収容孔２５４に収容されたロックボール２５６と、収容孔２５４に収容されてロックボール２５６をフォークシャフト２３４側へ付勢するロック用スプリング２５８と、フォークシャフト２３４の外周面に形成された、フォークシャフト２３４のハイギヤ位置においてロックボール２５６の一部を受け入れる凹部２６０ｈ及びフォークシャフト２３４のローギヤ位置においてロックボール２５６の一部を受け入れる凹部２６０ｌとを備えている。ギヤ位置保持機構２５２によりフォークシャフト２３４の各ギヤ位置が保持されることで、その各ギヤ位置においてモータ２１６からの出力を停止してもフォークシャフト２３４の各ギヤ位置が保持される。

上記のように構成されるトランスファ１５６において、前輪駆動用クラッチ１８２の解放状態且つロックスリーブ２０２の外周歯２０１とロック歯２００とが噛み合っていないデフロック機構１９０の解放状態では、後輪側出力軸１７６とドライブギヤ１７８との間の動力伝達経路が遮断されて、自動変速機１５４から伝達された動力を後輪１５３のみへ伝達する２輪駆動走行状態となる。これと並行して、フロント側クラッチ１７０が解放されると、前輪駆動用クラッチ１８２とフロント側クラッチ１７０との間の動力伝達経路を構成するドライブギヤ１７８、ドリブンギヤ１８６、前輪駆動用チェーン１８８、フロントプロペラシャフト１５８、前輪用差動歯車装置１６２を含んで構成される回転部材の引き摺りが低減される。このとき、例えば後輪側出力軸１７６とクラッチハブ２０８とのスプライン嵌合部２０７では、エンジン１４９の回転変動（トルク変動）が生じると互いのスプライン歯の衝突による異音が発生する。これに対して、前輪駆動用クラッチ１８２は、伝達トルクを調整可能に構成されていることから、前輪駆動用クラッチ１８２を制御して前輪駆動用クラッチ１８２において引き摺りを発生させることで、スプライン嵌合部２０７のガタが詰められ、異音の発生が抑制される。なお、具体的な制御については、前述した実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。また、前輪駆動用クラッチ１８２とフロント側クラッチ１７０との間の動力伝達経路を構成するドライブギヤ１７８、ドリブンギヤ１８６、前輪駆動用チェーン１８８、フロントプロペラシャフト１５８が、本発明の第１クラッチと第２クラッチとの間に配置される回転部材に対応している。

上述のように、前輪１５１を副駆動輪とし、後輪１５３を主駆動輪とするＦＲベースの４輪駆動装置１５０においても、トランスファ１５６に伝達トルクを調整可能な前輪駆動用クラッチ１８２が設けられることで、前輪駆動用クラッチ１８２およびフロント側クラッチ１７０を解放した２輪駆動走行中において、前輪駆動用クラッチ１８２において引き摺り（トルク）を発生させることでスプライン嵌合部２０７に形成されるガタが詰められ２輪駆動走行中の異音の発生が抑制される。

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。

例えば、前述の実施例では、第１制御クラッチ６０は、第１電磁ソレノイド６２の電流値に応じて伝達トルクを調整可能に構成されているが、必ずしも上記構成に限定されるものではなく、例えばソレノイドバルブによって係合油圧が調整されることで伝達トルクが調整可能なものなど、伝達トルクを調整可能な構成であれば適宜適用することができる。

また、前述の実施例では、閾値NP_THUは、例えばペラ回転速度Ｎpの回転に伴う燃費の影響が殆ど生じない程度の回転速度に設定されているが、この回転速度よりもさらに低い回転速度に設定されても構わない。

また、前述の実施例では、ペラ回転速度Ｎpが閾値NP_THU以上になったと判定されると、微小電流Ｉcがフィードバック制御によって制御されたが、必ずしもフィードバック制御される必要はなく、例えば微小電流Ｉcが予め設定されている勾配で漸減されるなど制御態様を適宜変更しても構わない。

また、前述の実施例では、４輪駆動装置１０は、後輪車軸上に一対の第１カップリング３０および第２カップリング３１が設けられることで、左右の駆動力配分が可能に構成されているが、必ずしもこれに限定されない。例えば、４輪駆動装置１０において、後輪側にも差動歯車装置（リアディファレンシャル）が設けられ、プロペラシャフト２０上、或いは左右後輪車軸の何れか一方に１つのカップリングが設けられている構成であっても構わない。さらには、カップリングを備えない構成であっても構わない。

また、前述の実施例では、第１クラッチ２８および第２クラッチ３６が何れも噛合式クラッチ（ドグクラッチ）から構成されているが、これらの少なくなくとも一方が多板クラッチで構成されていても構わない。

また、前述の実施例では、自動変速機１６、１５４は、複数組の遊星歯車装置の回転要素が係合装置によって選択的に連結されることにより複数のギヤ段（変速段）が択一的に達成される例えば前進４段、前進５段、前進６段、さらにはそれ以上の変速段を有する遊星歯車式の自動変速機としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、常時噛み合う複数対の変速ギヤ段を２軸間に備えてそれら複数対の変速ギヤ段のいずれかを同期装置を用いて変速アクチュエータが択一的に動力伝達状態とする同期噛合型平行２軸式変速機、同期噛合型平行２軸式変速機であるが入力軸を２系統備えて各系統の入力軸にクラッチがそれぞれつながり更にそれぞれ偶数段と奇数段へと繋がっている形式の変速機である所謂ＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）、動力伝達部材として機能する伝動ベルトが有効径が可変である一対の可変プーリに巻き掛けられ変速比が無段階に連続的に変化させられる所謂ベルト式無段変速機、或いは、共通の軸心まわりに回転させられる一対のコーンとその軸心と交差する回転中心回転可能な複数個のローラがそれら一対のコーンの間で狭圧されそのローラの回転中心と軸心との交差角が変化させられることによって変速比が可変とされた所謂トラクション型無段変速比など、適宜変更することができる。

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。

８、１５０：車両用４輪駆動装置
１０、１４９：エンジン（駆動源）
１１：ロックアップクラッチ
１２：前輪（主駆動輪）
１４：後輪（副駆動輪）
１５：トルクコンバータ
１６、１５４：自動変速機（変速機）
２０：プロペラシャフト（回転部材）
２８：第１クラッチ
３６：第２クラッチ
１５１：前輪（副駆動輪）
１５３：後輪（主駆動輪）
１５８：フロントプロペラシャフト（回転部材）
１７０：フロント側クラッチ（第２クラッチ）
１７８：ドライブギヤ（回転部材）
１８２：前輪駆動用クラッチ（第１クラッチ）
１８６：ドリブンギヤ（回転部材）
１８８：前輪駆動用チェーン（回転部材）

Claims

駆動源の駆動力が伝達される主駆動輪と、該駆動源の駆動力が選択的に伝達される副駆動輪と、前記駆動源と前記副駆動輪との間の動力伝達経路を選択的に断接する伝達トルクを調整可能な第１クラッチと、前記第１クラッチと前記副駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられ、該第１クラッチと前記副駆動輪との間の動力伝達経路を断接可能な第２クラッチとを備えた車両用４輪駆動装置において、前記主駆動輪の駆動による２輪駆動走行中に前記第１クラッチおよび第２クラッチを解放する車両用４輪駆動装置の制御装置であって、
前記第１クラッチおよび前記第２クラッチが解放された状態での２輪駆動走行中に、異音発生が予測されるまたは異音が発生する所定条件が成立したときに、前記第１クラッチを半係合させることを特徴とする車両用４輪駆動装置の制御装置。
前記第１クラッチを半係合させるときに、前記第２クラッチの解放状態を維持することを特徴とする請求項１に記載の車両用４輪駆動装置の制御装置。
前記第１クラッチが完全係合しないように、該第１クラッチの前後の回転部材の回転速度に基づいて該第１クラッチを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用４輪駆動装置の制御装置。
前記異音発生が予測されるまたは異音が発生する所定条件が成立したときとは、前記駆動源の回転速度が予め設定されている回転速度範囲のとき、前記駆動源の負荷が予め設定されている所定値以上のとき、前記駆動源に動力伝達可能に接続されている変速機の変速段が予め設定されている所定段以上のとき、および前記駆動源と前記変速機との間に設けられているトルクコンバータに備えられるロックアップクラッチが係合または半係合とき、の少なくとも１つの条件が成立した場合であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両用駆動装置の制御装置。