WO2012127656A1

WO2012127656A1 - 車両用駆動装置

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Publication number: WO2012127656A1
Application number: PCT/JP2011/056999
Authority: WO
Inventors: 麻衣村山
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2012-09-27
Also published as: US8740745B2; DE112011100468T5; DE112011100468T8; DE112011100468B4; JPWO2012127656A1; US20130066529A1; JP5316724B2

Abstract

【課題】変速機構５４と、レンジ切り替え機構５５と、モータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２と、制御装置２００，３００とを備える車両用駆動装置において、レンジ切り替え過程でクラッチスリーブ５５３がスライド不可能になったときに、可及的速やかにクラッチスリーブ５５３をスライド可能にしてレンジ切り替えを完了可能にする。【解決手段】制御装置２００，３００は、レンジ切り替え要求に応答して連結目標のギヤピース５５１または５５２を変速機構５４に対する入力回転の方向と同方向に回転させるとともに、クラッチスリーブ５５３をスライドさせるが、このレンジ切り替え過程でクラッチスリーブ５５３がスライド不可能になったと判定したときに、連結目標のギヤピース５５１または５５２をモータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２で変速機構５４に対する入力回転の方向と逆方向に回転させる。

Description

車両用駆動装置

　本発明は、ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立する変速機構と、変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置に関する。

　従来の車両用駆動装置に備える変速機構は、例えば運転者によるレンジ切り替えスイッチなどの操作に応じてローレンジ（Ｌ）とハイレンジ（Ｈ）とを切り替えることが可能になっている（例えば特許文献１，２参照。）。

　この変速機構のレンジ切り替えは、例えば変速機構の出力軸に対して一体回転可能かつ軸方向変位可能に外装されるクラッチスリーブを、軸方向にスライドさせてローギヤまたはハイギヤに連結させることにより行うようになっている。

　ローギヤおよびハイギヤの外周には、複数の歯（スプライン）が円周等間隔に設けられており、また、前記クラッチスリーブの内周には、前記両ギヤの歯（スプライン）に噛合しうる複数の歯（スプライン）が設けられている。クラッチスリーブの内歯（スプライン）とローギヤまたはハイギヤの外歯（スプライン）とが噛合（スプライン嵌合）されると、クラッチスリーブがローギヤまたはハイギヤに連結されることになる。

　そして、クラッチスリーブが軸方向一方へスライドされてローギヤに連結すると、このローギヤおよびクラッチスリーブから出力軸に低速回転動力が伝達される動力伝達経路が確保されて、「ローレンジ」になる。

　また、クラッチスリーブが軸方向他方へスライドされてハイギヤに連結すると、このハイギヤおよびクラッチスリーブから出力軸に高速回転動力が伝達される動力伝達経路が確保されて、「ハイレンジ」になる。なお、クラッチスリーブがローギヤまたはハイギヤに連結されていない中立位置に位置すると、回転動力が伝達されないニュートラルレンジ状態になる。

　一般に、クラッチスリーブの歯先、ローギヤおよびハイギヤの歯先には、チャンファと呼ばれる面取りが設けられており、このチャンファによって歯どうしの噛合を円滑にさせるようになっている。

　このチャンファには、公知のように、例えば前記各歯先を平面視で二等辺三角形のように尖った形状に面取りした形態の両チャンファと、例えば前記各歯先を平面視で直角三角形のように斜めに面取りした形態の片チャンファとがある。なお、前記片チャンファは、例えば正回転動力（前進トルク）を主体とする場合において前記クラッチスリーブの相手に対する噛合性を高めるときに利用される。

　ところで、例えば停車時のように変速機構の出力軸が停止している状態でレンジ切り替えを行う場合、このレンジ切り替えを行うためにクラッチスリーブをスライドさせたときに、このクラッチスリーブの歯先がローギヤまたはハイギヤの歯先に当接して、それ以上クラッチスリーブをスライドさせることができなくなって、目標レンジに切り替えできなくなることがありうる。

　特許文献１では、段落００３１～００３７に示されているように、クラッチスリーブがスライド不可能になって停留したときに、そのまま長時間放置されないようにすることを目的として、クラッチスリーブを切り替え前のレンジ位置に戻すようにスライドさせるようにしている。

　特許文献２では、図３、図４および段落００１４～００１９に示されているように、レンジ切り替え時にスリーブを高速側と低速側との間（中立ポジション）で停止させないようにすることを目的として、スリーブをスライドさせるときに、このスリーブを高速側から低速側、または低速側から高速側へ移動させるために必要なエネルギーを蓄積し、大きなエネルギーでスリーブをスライドさせるようにしている。

特開２００６－００７９８９号公報特開平１０－１０９５５８号公報

　上記特許文献１では、クラッチスリーブがスライド不可能になって停留したときに、そのまま長時間放置されないようにすることを目的として、クラッチスリーブを切り替え前のレンジ位置に戻すようにスライドさせるようにしているので、目標レンジに切り替えることができない。

　一方、上記特許文献２では、スリーブを蓄積した大きなエネルギーでもってスライドさせたとしても、仮にスリーブの歯先とローギヤまたはハイギヤの歯先とが同じ位相に配置されている場合だと、これら歯先同士が当接してスリーブをスライドさせることができなくなりかねない。

　このような事情に鑑み、本発明は、ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立する変速機構と、変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置において、レンジ切り替え過程でクラッチスリーブがスライド不可能になったときに、可及的速やかにクラッチスリーブをスライド可能にしてレンジ切り替えを完了可能にすることを目的としている。

　本発明は、ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立する変速機構と、変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置において、次のような構成を採用することを特徴としている。

　前記レンジ切り替え機構は、軸方向に離れて配置されるローギヤピースおよびハイギヤピースと、２つのギヤピースのいずれかに噛み合わされるように軸方向にスライド可能に配置されるクラッチスリーブと、このクラッチスリーブを軸方向いずれか一方にスライドさせて前記いずれかのギヤピースに連結させるシフトアクチュエータとを備え、かつ前記クラッチスリーブを前記ローギヤピースに連結させたときにローレンジ用動力伝達経路が成立する一方、前記クラッチスリーブを前記ハイギヤピースに連結させたときにハイレンジ用動力伝達経路が成立する、構成とされる。

　前記制御装置は、レンジ切り替え要求に応答して前記連結目標のギヤピースを変速機構に対する入力回転の方向と同方向に回転させるとともに、前記クラッチスリーブをスライドさせる作動処理部と、前記クラッチスリーブのスライド過程において当該クラッチスリーブがスライド不可能になったか否かを判定する判定処理部と、前記判定処理部でスライド不可能と判定したときに前記連結目標のギヤピースを前記モータジェネレータにより前記変速機構に対する入力回転の方向と逆方向に回転させる対処部とを含む、構成とされる。

　この構成では、クラッチスリーブをスライドさせるレンジ切り替え過程において、クラッチスリーブがスライド不可能になったときに、前記連結目標のギヤピースを前記変速機構の入力回転の方向と逆方向に回転させるように対処する。

　ここで、前記クラッチスリーブのスライド不可能の原因が、例えばクラッチスリーブと前記連結目標のギヤピースとの歯先同士が当接したことであるとすれば、前記逆回転に伴い、前記連結目標のギヤピースの歯先がクラッチスリーブの歯先から円周方向にずらされることになる。

　これにより、クラッチスリーブが可及的速やかにスライド可能になって、このクラッチスリーブと前記連結目標のギヤピースとを噛合させることが可能になるから、レンジ切り替えを完了させることが可能になる。

　このように、クラッチスリーブがスライド不可能になったときに、スライド不可能になった原因を可及的速やかに取り除いてスライド可能となるように対処しているから、レンジ切り替えの信頼性を高めることが可能になる。

　好ましくは、前記作動処理部は、レンジ切り替え要求に応答して前記モータジェネレータにより前記連結目標のギヤピースを変速機構に対する入力回転の方向と同方向に回転させてから、前記シフトアクチュエータにより前記クラッチスリーブをスライドさせる。

　ここでは、ギヤピースの作動源と、クラッチスリーブの作動源とを特定している。この特定により実施形態が明確になる。

　ところで、前記車両用駆動装置は、前記モータジェネレータと前記変速機構のインプットシャフトとの間に第２モータジェネレータと主変速機構とが設けられ、さらに前記第２モータジェネレータと前記モータジェネレータとの間に動力分割機構を介してエンジンが設けられる構成とすることができる。

　ここでは、車両用駆動装置の構成について、モータジェネレータ（第１モータジェネレータとなる）と、変速機構（副変速機構となる）と、レンジ切り替え機構と、制御装置とを備えることに加えて、さらに第２モータジェネレータと、主変速機構と、動力分割機構と、エンジンとを備えることを特定している。

　また、前記車両用駆動装置は、前記変速機構のインプットシャフトと前記モータジェネレータのアウトプットシャフトとの間にトルクコンバータ付き主変速機構が設けられ、さらに前記モータジェネレータの上流側にクラッチを介してエンジンが設けられる構成とすることができる。

　ここでは、車両用駆動装置の構成について、モータジェネレータと、変速機構と、レンジ切り替え機構と、制御装置とを備えることに加えて、さらにトルクコンバータ付き主変速機構と、クラッチと、エンジンとを備えることを特定している。

　このように構成した車両用駆動装置の場合、前記作動処理部は、前記レンジ切り替え要求に応答して前記トルクコンバータによる引き摺りトルクにより前記連結目標のギヤピースを前記変速機構に対する入力回転の方向と同方向に回転させてから、前記シフトアクチュエータにより前記クラッチスリーブをスライドさせる、ことが好ましい。

　ここでは、ギヤピースの作動源と、クラッチスリーブの作動源とを特定している。この特定により実施形態が明確になる。なお、トルクコンバータの引き摺りトルクを発生させるには、エンジンを作動、クラッチを接続、トルクコンバータ付き主変速機構を走行レンジにする必要がある。

　好ましくは、前記シフトアクチュエータは、前記クラッチスリーブをスライドさせるためのシフトフォークシャフトと、回転動力を発生するシフトモータと、このシフトモータで発生する回転動力でもって前記シフトフォークシャフトをその軸方向に変位させる動力伝達機構と、前記シフトモータの出力軸の回転角が前記クラッチスリーブを前記ローギヤピースに連結完了させる角度に到達したときにローレンジ成立情報を出力するローレンジ検知要素と、前記シフトモータの出力軸の回転角が前記クラッチスリーブを前記ハイギヤピースに連結完了させる角度に到達したときにハイレンジ成立情報を出力するハイレンジ検知要素とを備え、前記判定処理部は、レンジ切り替え要求を受けてから所定時間が経過するまでに前記各検知要素からの出力情報に基づいて目標レンジが成立したか否かを判定し、否定判定したときに前記クラッチスリーブがスライド不可能になったと判定する。

　ここでは、シフトアクチュエータの構成を特定したうえで、判定処理部による判定に必要な要件を特定している。

　好ましくは、前記変速機構は、入力回転を受けるサンギヤと、非回転に配置されるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとの間にそれぞれ噛み合うように介装される複数個のピニオンギヤと、各ピニオンギヤを回転自在に支持するとともに前記各ピニオンギヤの公転動作に同期して回転するように配置されるキャリアとを備えるプラネタリギヤとされ、かつ、前記キャリアは前記ローギヤピースと一体回転可能とされ、前記サンギヤは前記ハイギヤピースと一体回転可能とされる。

　ここでは、変速機構の構成を特定している。この構成では、変速機構の入力回転によってサンギヤおよびハイギヤピースが正回転方向に回転したとき、ピニオンギヤがサンギヤと同一方向に自転しながら公転することになり、それに伴いキャリアおよびローギヤピースがピニオンギヤの公転方向と同期して回転するようになる。このように、変速機構の構成を特定しているから、ローギヤピースおよびハイギヤピースの回転方向が変速機構への入力回転と同一方向になることが明らかになる。

　好ましくは、前記ローギヤピースは内歯歯車とされ、前記ハイギヤピースは外歯歯車とされて前記ローギヤピースの内径側に非接触に配置され、前記クラッチスリーブには前記ローギヤピースの内歯に噛合可能な外歯と前記ハイギヤピースの外歯に噛合可能な内歯とが設けられている。

　この構成では、ローギヤピース、ハイギヤピースならびにクラッチスリーブの歯の形成位置を特定しているとともに、ローギヤピースとハイギヤピースとの相対的な位置関係を特定している。

　本発明は、ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立する変速機構と、変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置において、レンジ切り替え過程でクラッチスリーブがスライド不可能になったときに、可及的速やかにクラッチスリーブをスライド可能にしてレンジ切り替えを完了させることが可能になる。

　したがって、本発明に係る車両用駆動装置では、変速機構のレンジ切り替え動作の信頼性を高めることが可能になる。

本発明に係る車両用駆動装置の一実施形態の概略構成を示す図である。図１のハイブリッドトランスミッションおよびトランスファの構成概略を示す図である。図１および図２のトランスファの副変速機構およびレンジ切り替え機構の具体構造を断面にして示す図である。図３の副変速機構およびレンジ切り替え機構を拡大して示す図であり、クラッチスリーブが中立位置（ニュートラルレンジ）に位置する状態を示している。図４においてレンジ切り替え機構をローレンジとした状態を示している。図４においてレンジ切り替え機構をハイレンジとした状態を示している。トランスファシフトアクチュエータの一部構成を透過して模式的に示す図である。図７のトランスファシフトアクチュエータのリミットスイッチの構成を示す図である。図８のリミットスイッチの構成を電気回路に置き換えて示した図である。図８のリミットスイッチの第１～第３接点のオン、オフの組み合わせパターンと副変速機構の成立レンジとの関係を示す表である。図１の副変速機構のレンジ切り替え制御を説明するためのフローチャートである。図４においてローギヤピースの内歯とクラッチスリーブの外歯とを外径側から見て平面展開した図であって、ローレンジへの切り替え初期段階を示している。ローレンジへの切り替え過程において、ローギヤピースの内歯とクラッチスリーブの外歯との歯先同士が当接してクラッチスリーブがスライド不可能になった状態を示す図である。図１３のクラッチスリーブをスライド可能にさせるための対処動作を示す図である。図４においてハイギヤピースの外歯とクラッチスリーブの内歯とを外径側から見て平面展開した図であって、ハイレンジへの切り替え初期段階を示している。ハイレンジへの切り替え過程において、ハイギヤピースの外歯とクラッチスリーブの内歯との歯先同士が当接してクラッチスリーブがスライド不可能になった状態を示す図である。図１６のクラッチスリーブをスライド可能にさせるための対処動作を示す図である。本発明に係る車両用駆動装置の他の実施形態の概略構成を示す図である。本発明に係る車両用駆動装置のさらに他の実施形態の概略構成を示す図である。

　以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

　図１から図１７に本発明の一実施形態を示している。まず、図１を参照して、本発明に係る車両用駆動装置の一実施形態についての概要構成を説明する。この実施形態では、パートタイム四輪駆動式のハイブリッド車両用駆動装置を例に挙げている。このハイブリッド車両用駆動装置は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）駆動式の車両用駆動装置を基本構成としている。

　図１に示す車両用駆動装置において、１はエンジン、２はハイブリッドトランスミッション、５はトランスファ、６Ｆはフロントプロペラシャフト、６Ｒはリアプロペラシャフト、７Ｆはフロントデファレンシャル、７Ｒはリアデファレンシャル、８Ｆは前輪、８Ｒは後輪である。これらを以下で説明するが、本発明の特徴に直接的に関係しないものについては図示や説明を簡単にしている。

　－エンジン－
　エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の駆動源であって、その運転状態がスロットル開度（吸気量）、燃料噴射量、点火時期などをエンジンコントロールコンピュータ１００により管理することにより制御される。

　このエンジン１のクランクシャフト（出力軸）１１は、ダンパ１２を介して動力分割機構３に連結される。なお、ダンパ１２は、エンジン１のトルク変動を吸収するための装置である。

　－ハイブリッドトランスミッション－
　ハイブリッドトランスミッション２は、図２に示すように、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、動力分割機構３、主変速機構４などを備えている。

　－モータジェネレータ－
　第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２は共に交流同期電動機であって、電動機として機能するとともに発電機として作用する。

　第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２は、それぞれ、図示していないが、インバータを介してバッテリ（蓄電装置）に接続されている。このインバータをパワーマネジメントコントロールコンピュータ２００によって制御することにより、各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を回生または力行（アシスト）状態にする。回生電力は、バッテリにインバータを介して充電される。また、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の駆動用電力は前記バッテリから前記インバータを介して供給される。

　－動力分割機構－
　動力分割機構３は、シングルピニオンタイプのプラネタリギヤを主体として構成されており、外歯歯車のサンギヤ３１、内歯歯車のリングギヤ３２、外歯歯車の複数のピニオンギヤ３３、キャリア３４などを備えている。

　リングギヤ３２は、サンギヤ３１の外径側に同心状に離隔配置される。複数のピニオンギヤ３３はサンギヤ３１とリングギヤ３２との対向環状空間に配置されてそれぞれに噛み合わされる。キャリア３４は、複数のピニオンギヤ３３を回転自在に支持するものであり、各ピニオンギヤ３３の公転動作に同期して回転可能になっている。

　キャリア３４はダンパ１２を介してエンジン１のクランクシャフト１１に連結されている。サンギヤ３１は第１モータジェネレータＭＧ１のロータに連結されている。リングギヤ３２には動力伝達軸１３が連結されている。この動力伝達軸１３は、主変速機構４を介して第２モータジェネレータＭＧ２に連結されている。さらに、動力伝達軸１３はトランスファインプットシャフト５１に連結されている。

　このような構成の動力分割機構３の動作を説明する。第１モータジェネレータＭＧ１が発電機として作用するときには、エンジン１からキャリア３４に入力される動力を、サンギヤ３１を経て第１モータジェネレータＭＧ１を発電機として駆動する動力と、リングギヤ３２を経て車輪（前輪８Ｆ、後輪８Ｒ）を駆動する動力とに分割する。一方、第１モータジェネレータＭＧ１が電動機として作用するときには、エンジン１からキャリア３４に入力される動力と第１モータジェネレータＭＧ１からサンギヤ３１に入力される動力とを統合してリングギヤ３２に出力する。

　－主変速機構－
　主変速機構４は、ラビニオ式プラネタリギヤを主体として構成される高低２段のリダクション機構とされている。この主変速機構４は、外歯歯車のフロントサンギヤ４１、外歯歯車のリアサンギヤ４２、外歯歯車のショートピニオンギヤ４３、外歯歯車のロングピニオンギヤ４４、内歯歯車のリングギヤ４５、キャリア４６などを備えている。

　フロントサンギヤ４１にはショートピニオンギヤ４３が噛み合わされている。ショートピニオンギヤ４３はロングピニオンギヤ４４に噛み合わされている。ロングピニオンギヤ４４はリングギヤ４５とリアサンギヤ４２とにそれぞれ噛み合わされている。リングギヤ４５は、フロントサンギヤ４１及びリアサンギヤ４２と同心状に離隔配置されている。キャリア４６は、ショートピニオンギヤ４３とロングピニオンギヤ４４を回転自在に支持するものであり、ショートピニオンギヤ４３とロングピニオンギヤ４４の公転動作に同期して回転する。

　キャリア４６は動力伝達軸１３とトランスファインプットシャフト５１とに連結されている。リアサンギヤ４２は第２モータジェネレータＭＧ２のロータに連結されている。フロントサンギヤ４１は第１ブレーキＢ１を介してトランスミッションケース１０に支持されている。リングギヤ４５は第２ブレーキＢ２を介してトランスミッションケース１０に支持されている。

　さらに、主変速機構４には、変速比をローレンジ（ローギヤ比）とハイレンジ（ハイギヤ比）とに切り替えるための切り替え要素として、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２が設けられている。これらのブレーキＢ１、Ｂ２は、例えば、作動油の油圧により係合力を生じさせる多板式あるいはバンド式の油圧式摩擦係合要素であり、図示していない油圧アクチュエータ等により発生させられる係合圧に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。

　第１ブレーキＢ１は、非作動として解放させるとフロントサンギヤ４１を非回転のトランスミッションケース１０から切り離して相対回転可能にする一方、作動して係合させるとフロントサンギヤ４１をトランスミッションケース１０に一体化して回転不可能に連結する。第２ブレーキＢ２は、非作動として解放させるとリングギヤ４５をトランスミッションケース１０から切り離して相対回転可能にする一方、作動して係合させるとリングギヤ４５をトランスミッションケース１０に一体化して回転不可能に連結する。

　ここで、第１ブレーキＢ１を非作動（解放）にして第２ブレーキＢ２を作動（係合）させると、リングギヤ４５が非回転にされ、このリングギヤ４５と第２モータジェネレータＭＧ２によって回転するリアサンギヤ４２とによって、キャリア４６および動力伝達軸１３が低速回転する状態（ローレンジ）になる。また、第２ブレーキＢ２を非作動（解放）にして第１ブレーキＢ1を作動（係合）させると、非回転のフロントサンギヤ４１と第２モータジェネレータＭＧ２によって回転するリアサンギヤ４２と非回転のリングギヤ４５とによって、キャリア４６および動力伝達軸１３が高速回転する状態（ハイレンジ）になる。なお、ブレーキＢ１、Ｂ２の両方を非作動（解放）状態にするとキャリア４６および動力伝達軸１３が空転する中立状態（ニュートラルレンジ）になる。

　－トランスファ－
　トランスファ５は、図２および図３に示すように、トランスファインプットシャフト５１、リアアウトプットシャフト５２、フロントアウトプットシャフト５３、副変速機構５４、レンジ切り替え機構５５、モード切り替え機構５６などを備えている。

　トランスファインプットシャフト５１は、トランスファケース５４５に転がり軸受（図示省略）を介して回転自在に支持されている。このトランスファインプットシャフト５１には、主変速機構４から出力される回転動力が入力される。

　リアアウトプットシャフト５２は、トランスファインプットシャフト５１と同軸に配置されており、後輪８Ｒ側へ回転動力を出力する。フロントアウトプットシャフト５３は、リアアウトプットシャフト５２と平行に配置されており、前輪８Ｆ側へ回転動力を出力する。

　なお、リアアウトプットシャフト５２には、ドライブギヤ５７がケージアンドローラと呼ばれる転がり軸受（図示省略）を介して外装されており、また、フロントアウトプットシャフト５３の外径側には、ドリブンギヤ５８が一体に形成されている。ドライブギヤ５７とドリブンギヤ５８とにはドライブチェーンあるいはドライブベルト等の無端部材５９が巻き掛けられている。

　－副変速機構－
　副変速機構５４は、図２から図４に示すように、シングルピニオンタイプのプラネタリギヤを主体として構成される高低２段のリダクション機構とされている。この副変速機構５４は、内歯歯車のリングギヤ５４１、外歯歯車のサンギヤ５４２、外歯歯車の複数のピニオンギヤ５４３、キャリア５４４などを備えている。

　リングギヤ５４１は、トランスファケース５４５に非回転かつ軸方向不動に固定されている。サンギヤ５４２は、リングギヤ５４１の内径側に離隔配置されており、トランスファインプットシャフト５１に一体回転可能に連結されている。複数のピニオンギヤ５４３は、リングギヤ５４１とサンギヤ５４２との対向環状空間にそれぞれ噛み合うように配置されている。キャリア５４４は、各ピニオンギヤ５４３を回転自在に支持するとともに、各ピニオンギヤ５４３の公転動作に同期して回転する。

　－モード切り替え機構－
　モード切り替え機構５６は、例えば図示していないが運転席近傍に設置される駆動モード切り替え用スイッチ等の運転者による操作に応じて、四輪駆動モード（４ＷＤ）と二輪駆動モード（２ＷＤ）とを選択的に成立するものである。

　四輪駆動モード（４ＷＤ）とは、トランスファインプットシャフト５１に入力される回転動力をリアアウトプットシャフト５２とフロントアウトプットシャフト５３との両方から出力させる動力伝達経路を確保した形態である。

　二輪駆動モード（２ＷＤ）とは、トランスファインプットシャフト５１に入力される回転動力をリアアウトプットシャフト５２のみから出力させる動力伝達経路を確保した形態である。

　つまり、このモード切り替え機構５６によって、ドライブギヤ５７をリアアウトプットシャフト５２と一体回転可能な状態にさせると、トランスファインプットシャフト５１からリアアウトプットシャフト５２の回転動力が、ドライブギヤ５７、無端部材５９、ドリブンギヤ５８を介してフロントアウトプットシャフト５３に伝達される動力伝達経路を確保した、四輪駆動モード（４ＷＤ）となる。

　一方、モード切り替え機構５６によって、ドライブギヤ５７をリアアウトプットシャフト５２と相対回転する状態にさせると、トランスファインプットシャフト５１からリアアウトプットシャフト５２の回転動力がフロントアウトプットシャフト５３に伝達されずにリアアウトプットシャフト５２のみから回転動力が出力される動力伝達経路を確保した、二輪駆動モード（２ＷＤ）となる。

　－レンジ切り替え機構－
　レンジ切り替え機構５５は、例えば図示していないが運転席近傍に設置される速度レンジ切り替え用スイッチ等の運転者による操作に応じて、副変速機構５４をローレンジ（Ｌ）、ハイレンジ（Ｈ）のうちの一つを選択的に成立するものである。

　ハイレンジ（Ｈ）は、トランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力を副変速機構５４のサンギヤ５４２からリアアウトプットシャフト５２に伝達する動力伝達経路を確保する状態、つまりトランスファインプットシャフト５１とリアアウトプットシャフト５２とを直結した状態である。

　ローレンジ（Ｌ）は、トランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力を副変速機構５４のキャリア５４４からリアアウトプットシャフト５２に伝達する動力伝達経路を確保する状態、つまりキャリア５４４の公転速度がリアアウトプットシャフト５２に出力される状態である。このローレンジでの減速比は、副変速機構５４の各部の直径サイズやギヤ比等に応じて適宜に決定される。

　ニュートラルレンジ（Ｎ）は、ローレンジでもなくハイレンジでもない中立状態、つまりトランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力をリアアウトプットシャフト５２に伝達しない状態である。

　このレンジ切り替え機構５５は、図２から図４に示すように、ローギヤピース５５１、ハイギヤピース５５２、クラッチスリーブ５５３、シフトフォーク５５４、シンクロナイザーリング５５５、シンクロキー５５６等を含んで構成されている。このレンジ切り替え機構５５の作動は、トランスファシフトアクチュエータ６０および４ＷＤコントロールコンピュータ３００により制御される。

　ローギヤピース５５１は、副変速機構５４のキャリア５４４に一体回転可能に結合されている。このローギヤピース５５１は内歯歯車とされている。つまり、ローギヤピース５５１の内周面において回転動力の入力方向の下流側端部には、複数の内歯５５１ａが円周等間隔に設けられている。

　ハイギヤピース５５２は、副変速機構５４のサンギヤ５４２の側面に張り出す形態で一体に形成されている。このハイギヤピース５５２は外歯歯車とされている。つまり、ハイギヤピース５５２の外周面においてサンギヤ５４２寄り領域には、複数の外歯５５２ａが円周等間隔に設けられている。

　クラッチスリーブ５５３は、ハブスリーブ５５８を介してリアアウトプットシャフト５２に一体回転可能かつ軸方向変位可能に外装されている。

　このクラッチスリーブ５５３の外周面において回転動力の入力方向の上流側端部には、ローギヤピース５５１の内歯５５１ａに噛合される複数の外歯５５３ａが円周等間隔に設けられており、また、クラッチスリーブ５５３の内周面において回転動力の入力方向の上流側端部には、ハイギヤピース５５２の外歯５５２ａに噛合される複数の内歯５５３ｂが円周等間隔に設けられている。

　なお、前記各歯５５１ａ，５５２ａ，５５３ａ，５５３ｂはスプラインとも呼ばれる。また、各ギヤピース５５１，５５２はスプラインピースとも呼ばれる。

　ローギヤピース５５１は円筒形になっていて、その内径側にハイギヤピース５５２が非接触状態で配置されている。ローギヤピース５５１の内歯５５１ａとハイギヤピース５５２の外歯５５２ａとは軸方向に離れて配置されている。ローギヤピース５５１の内歯５５１ａとハイギヤピース５５２の外歯５５２ａとの軸方向離隔空間にクラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａおよび内歯５５３ｂが配置されていて、ローギヤピース５５１の内歯５５１ａとハイギヤピース５５２の外歯５５２ａと噛合していない状態が、ニュートラルレンジとなる。

　ローギヤピース５５１の内歯５５１ａ群、ハイギヤピース５５２の外歯５５２ａ群、クラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａ群および内歯５５３ｂ群における噛合方向の先端側には、図１２および図１５に示すように、いずれも、例えば両チャンファが設けられている。この両チャンファとは、歯先を平面視で二等辺三角形のように先鋭に面取りしたもののことである。

　なお、ローギヤピース５５１の内歯５５１ａ、クラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａおよび内歯５５３ｂ、ハイギヤピース５５２の外歯５５２ａには、前記両チャンファではなく、いわゆる片チャンファを設けることも可能である。この片チャンファとは、例えば歯先を平面視で直角三角形のような形状に面取りしたもののことである。

　図１２は、ローギヤピース５５１の内歯５５１ａおよびクラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａを外径側から見た状態を展開して示している。図１５は、ハイギヤピース５５２の外歯５５２ａおよびクラッチスリーブ５５３の内歯５５３ｂを外径側から見た状態を展開して示している。

　シフトフォーク５５４は、クラッチスリーブ５５３をリアアウトプットシャフト５２と平行に軸方向に変位させるものである。

　シンクロナイザーリング５５５は、クラッチスリーブ５５３をハイギヤピース５５２に噛合させるときにクラッチスリーブ５５３の軸方向スライドに連動するシンクロキー５５６により押圧されることによってハイギヤピース５５２のテーパ状外周面に圧接させられるもので、この摺接面で摩擦トルクを発生することによって、ハイギヤピース５５２とクラッチスリーブ５５３とを回転同期させるものである。

　トランスファシフトアクチュエータ６０は、シフトフォーク５５４を駆動するものであって、詳細に図示していないが、図７に示すように、シフトフォークシャフト６１、シフトモータ６２、動力伝達機構６３などを備えている。

　シフトフォークシャフト６１は、シフトフォーク５５４をクラッチスリーブ５５３の中心軸線と平行に変位させるために設けられている。シフトモータ６２は、回転動力を発生する。動力伝達機構６３は、シフトモータ６２で発生する回転動力を減速してシフトフォークシャフト６１に伝達してシフトフォークシャフト６１をその軸方向にスライドさせるものであって、複数のギヤ６３１，６３２，６３３を組み合わせた構成などとされている。シフトフォークシャフト６１には最終ギヤ６３３に噛合する平歯が設けられている。この最終ギヤ６３３と平歯とで回転動力を直線駆動力に変換している。

　このトランスファシフトアクチュエータ６０には、副変速機構５４のレンジ切り替え時において切り替え完了を確認するために、リミットスイッチ６４が設けられている。

　このリミットスイッチ６４は、シフトモータ６２の出力軸６５の回転角が、クラッチスリーブ５５３をローギヤピース５５１に噛合完了させる角度に到達した状態〔ローレンジ（Ｌ）〕と、クラッチスリーブ５５３をハイギヤピース５５２に噛合完了させる角度に到達した状態〔ハイレンジ（Ｈ）〕と、クラッチスリーブ５５３をローギヤピース５５１とハイギヤピース５５２とに噛合していない中間角度に到達した状態〔ニュートラルレンジ（Ｎ）〕と、ニュートラルレンジ（Ｎ）とローレンジ（Ｌ）との間の領域に位置する角度に到達した状態と、ニュートラルレンジ（Ｎ）とハイレンジ（Ｈ）との間の領域に位置する角度に到達した状態とを個別に表す信号を出力する。

　具体的に、リミットスイッチ６４は、図７から図９に示すように、１つのコモンライン６４１と、３つの信号ライン６４２～６４４と、コンタクトスプリング６４５とで、３つの接点ＨＬ１～ＨＬ３を作る構成になっている。

　１つのコモンライン６４１および３つの信号ライン６４２～６４４は、プリント配線基板６４６の表面に形成される導電膜からなり、トランスファシフトアクチュエータ６０のケース６５などに固定されている。コンタクトスプリング６４５は、導電性材料からなり、動力伝達機構６３の第２ギヤ６３２の片面に固定されている。このコンタクトスプリング６４５は、第２ギヤ６３２と一体に回転して、この第２ギヤ６３２の回転角度に応じてコモンライン６４１と第１～第３信号ライン６４２～６４４とを選択的に導通させるようになっている。なお、図７では各ライン６４１～６４４とコンタクトスプリング６４５との相対的な位置関係を判り易くするために、プリント配線基板６４６を省略して各ライン６４１～６４４のみを記載している。

　なお、コモンライン６４１と第１信号ライン６４２とコンタクトスプリング６４５とで第１接点ＨＬ１を構成し、コモンライン６４１と第２信号ライン６４３とコンタクトスプリング６４５とで第２接点ＨＬ２を構成し、コモンライン６４１と第３信号ライン６４４とコンタクトスプリング６４５とで第３接点ＨＬ３を構成している。

　コモンライン６４１と第１信号ライン６４２とがコンタクトスプリング６４５で導通されると第１接点ＨＬ１が「オン」になり、非導通になると第１接点ＨＬ１が「オフ」になる。コモンライン６４１と第２信号ライン６４３とがコンタクトスプリング６４５で導通されると第２接点ＨＬ２が「オン」になり、非導通になると第２接点ＨＬ２が「オフ」になる。コモンライン６４１と第３信号ライン６４４とがコンタクトスプリング６４５で導通されると第３接点ＨＬ３が「オン」になり、非導通になると第３接点ＨＬ３が「オフ」になる。

　そして、図１０に示す表を参照して、リミットスイッチ６４の３つの接点ＨＬ１～ＨＬ３のオン、オフの組み合わせパターンと、副変速機構５４の成立レンジとの関係を説明する。

　（１）第１接点ＨＬ１が「オフ」、第２接点ＨＬ２が「オン」、第３接点ＨＬ３が「オフ」になっている状態（コンタクトスプリング６４５の各突片の先端が図７のローレンジ成立領域に位置している状態）では、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は「ローレンジ（Ｌ）」と判定する。

　（２）第１接点ＨＬ１が「オン」、第２接点ＨＬ２が「オフ」、第３接点ＨＬ３が「オフ」になっている状態（コンタクトスプリング６４５の各突片の先端が図７のハイレンジ成立領域に位置している状態）では、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は「ハイレンジ（Ｈ）」と判定する。

　（３）第１接点ＨＬ１が「オフ」、第２接点ＨＬ２が「オフ」、第３接点ＨＬ３が「オン」になっている状態（コンタクトスプリング６４５の各突片の先端が図７のニュートラルレンジ成立領域に位置している状態）では、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は「ニュートラルレンジＮ」と判定する。

　（４）第１接点ＨＬ１が「オフ」、第２接点ＨＬ２が「オン」、第３接点ＨＬ３が「オン」になっている状態では、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は「ニュートラルレンジＮとローレンジ（Ｌ）との間の領域」と判定する。

　（５）第１接点ＨＬ１が「オン」、第２接点ＨＬ２が「オフ」、第３接点ＨＬ３が「オン」になっている状態では、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は「ニュートラルレンジＮとハイレンジ（Ｌ）との間の領域」と判定する。

　このような３つの接点ＨＬ１～ＨＬ３のオン、オフの組み合わせパターンが、請求項に記載のローレンジ成立情報やハイレンジ成立情報となる。このリミットスイッチ６４は、請求項に記載のローレンジ検知要素およびハイレンジ検知要素に相当している。

　－制御系－
　エンジンコントロールコンピュータ１００、パワーマネジメントコントロールコンピュータ２００ならびに４ＷＤコントロールコンピュータ３００は、図示していないが、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（プログラムメモリ）、ＲＡＭ（データメモリ）、バックアップＲＡＭ（不揮発性メモリ）などを備える公知の構成とされる。

　ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、エンジン１の停止時にその保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。

　そして、４ＷＤコントロールコンピュータ３００は、運転者による速度レンジ切り替え用スイッチ（図示省略）の操作に応じたレンジ切り替え信号の入力に応答して副変速機構５４のハイレンジ（Ｈ）とローレンジ（Ｌ）との切り替えに関連するレンジ切り替え制御や、運転者による駆動モード切り替え用スイッチ（図示省略）の操作に応じたモード切り替え信号の入力に応答して二輪駆動モード（２ＷＤ）と四輪駆動モード（４ＷＤ）との切り替えに関するモード切り替え制御等を行うように構成されている。

　次に、上記レンジ切り替え機構５５の動作について説明する。なお、速度レンジの切り替えは、レンジ切り替え許可条件が成立している場合に実行可能とされる。このレンジ切り替え許可条件としては、例えば四輪駆動モード（４ＷＤ）に設定されていること、主変速機構３が走行レンジになっていること、停車していることなどが挙げられる。

　ここでまず、例えば図示省略の速度レンジ切り替え用スイッチによってローレンジ（Ｌ）が選択された場合、４ＷＤコントロールコンピュータ３００によりトランスファシフトアクチュエータ６０を作動して、シフトフォーク５５４を図４の矢印Ｘ方向（紙面に向かって右側）に変位させることにより、クラッチスリーブ５５３を前記同方向にスライドさせると、図５に示すようにクラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａがローギヤピース５５１の内歯５５１ａに噛合される。

　これにより、トランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力が、副変速機構５４のキャリア５４４→クラッチスリーブ５５３→ハブスリーブ５５８→リアアウトプットシャフト５２→フロントアウトプットシャフト５３へと伝達されるようなローレンジ用動力伝達経路が確保される。これにより、ローレンジ（Ｌ）が成立する。

　一方、例えば図示省略の速度レンジ切り替え用スイッチによってハイレンジ（Ｈ）が選択された場合、４ＷＤコントロールコンピュータ３００によりトランスファシフトアクチュエータ６０を作動して、シフトフォーク５５４を図４の矢印Ｙ方向（紙面に向かって左側）に変位させることにより、クラッチスリーブ５５３を前記同方向にスライドさせると、図６に示すようにクラッチスリーブ５５３の内歯５５３ｂがハイギヤピース５５２の外歯５５２ａに噛合される。この噛合過程では、クラッチスリーブ５５３のスライドに伴いシンクロキー５５６がシンクロナイザーリング５５５をハイギヤピース５５２のテーパ面に圧接させるように押圧するので、その摺接面で摩擦トルクが発生し、クラッチスリーブ５５３とハイギヤピース５５２とが回転同期されて、クラッチスリーブ５５３の内歯５５３ｂとハイギヤピース５５２の外歯５５２ａとの噛み合いが比較的円滑に行われるようになる。

　これにより、トランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力が、副変速機構５４のサンギヤ５４２→クラッチスリーブ５５３→ハブスリーブ５５８→リアアウトプットシャフト５２→フロントアウトプットシャフト５３へと伝達されるようなハイレンジ用動力伝達経路が確保される。これにより、ハイレンジ（Ｈ）が成立する。

　なお、クラッチスリーブ５５３がローギヤピース５５１とハイギヤピース５５２とのいずれにも噛み合わない中立位置に位置すると、トランスファインプットシャフト５１に入力された回転動力をリアアウトプットシャフト５２に伝達できない状態になる。この状態がニュートラルレンジ（Ｎ）である。

　次に、図１１から図１７を参照して、本発明を適用した部分について詳細に説明する。

　副変速機構５４をローレンジ（Ｌ）またはハイレンジ（Ｈ）に切り替える過程において、クラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａまたは内歯５５３ｂがローギヤピース５５１の内歯５５１ａまたはハイギヤピース５５２の外歯５５２ａに当接してクラッチスリーブ５５３がスライド不可能になったときに、可及的速やかにクラッチスリーブ５５３をスライド可能にさせて、レンジ切り替えを迅速かつ確実に完了させるように対処している。

　具体的に、図１１のフローチャートを参照して、この実施形態におけるレンジ切り替え時の動作を説明する。図１１のフローチャートは、４ＷＤコントロールコンピュータ３００が主となって行う処理である。

　このフローチャートの処理は、４ＷＤコントロールコンピュータ３００がレンジ切り替え要求を受け付けたときに、前記レンジ切り替え許可条件が成立していることを条件として実行開始させる。レンジ切り替え要求は、例えば運転者が図示省略の速度レンジ切り替え用スイッチでもってローレンジ（Ｌ）またはハイレンジ（Ｈ）を選択することによって行われる。

　まず、ステップＳ１において、４ＷＤコントロールコンピュータ３００のタイマー（計時処理）をスタートさせるとともに、シフトフォークアクチュエータ６０でクラッチスリーブ５５３を連結目標のギヤピース（５５１または５５２）側へ向けてスライドさせる。このタイマーによる計時時間の設定値は、レンジ切り替えが正常に完了するのに要する時間とされ、実験などに基づいて経験的に設定される。

　続くステップＳ２では、連結目標のギヤピース（５５１または５５２）を例えば正回転方向に回転させる。この実施形態では４ＷＤコントロールコンピュータ３００からパワーマネジメントコントロールコンピュータ２００に第２モータジェネレータＭＧ２を正回転方向に回転させるための作動指令を送信することにより、第２モータジェネレータＭＧ２でトランスファインプットシャフト５１を正回転方向に回転させる。すると、トランスファインプットシャフト５１の正回転動力が副変速機構５４を経て連結目標のギヤピース（５５１または５５２）に伝達され、当該連結目標のギヤピース（５５１または５５２）が正回転方向に回転される。前記正回転方向とは、副変速機構５４への入力回転（前進駆動力）の方向のこととされる。

　なお、目標レンジをローレンジ（Ｌ）とする場合、第２モータジェネレータＭＧ２でトランスファインプットシャフト５１を正回転方向に回転させると、副変速機構５４のサンギヤ５４２、ピニオンギヤ５４３、キャリア５４４を経て減速されてローギヤピース５５１に伝達されることになり、このローギヤピース５５１が正回転方向に回転される。一方、目標レンジをハイレンジ（Ｈ）とする場合、第２モータジェネレータＭＧ２でトランスファインプットシャフト５１を正回転方向に回転させると、副変速機構５４のサンギヤ５４２を経て変速されずにハイギヤピース５５２に伝達されることになり、このハイギヤピース５５２が正回転方向に回転される。

　そして、ステップＳ３，Ｓ４によりクラッチスリーブ５５３を連結目標のギヤピース（５５１または５５２）に連結させるレンジ切り替え動作が規定時間内に完了したか否かを監視する。

　まず、ステップＳ３において、前記ステップＳ１でスタートさせたタイマーがタイムアップしたか否かを判定する。

　このステップＳ３で否定判定した場合、つまりタイムアップしていない場合には続くステップＳ４において目標レンジへの切り替えが完了したか否かを判定する。このステップＳ４の判定は、トランスファシフトアクチュエータ６０に備えるリミットスイッチ６４の３つの接点ＨＬ１～ＨＬ３のオン、オフ状態の組み合わせパターンによる前記判定ロジック（図１０参照）に基づいて判定する。

　このステップＳ４で肯定判定した場合、つまり目標レンジへの切り替えが完了した場合にはこのフローチャートを終了するが、前記ステップＳ４で否定判定した場合、つまり目標レンジへの切り替えが完了していない場合には前記ステップＳ３に戻る。

　一方、前記ステップＳ３で肯定判定した場合、つまりタイムアップした場合にはステップＳ５に移行する。

　このステップＳ５では、連結目標のギヤピース（５５１または５５２）を例えば逆回転方向に回転させる。この実施形態では４ＷＤコントロールコンピュータ３００からパワーマネジメントコントロールコンピュータ２００に第２モータジェネレータＭＧ２を逆回転方向に回転させるための作動指令を送信することにより、第２モータジェネレータＭＧ２でトランスファインプットシャフト５１を逆回転方向に回転させる。すると、トランスファインプットシャフト５１の逆回転動力が副変速機構５４を経て連結目標のギヤピース（５５１または５５２）に伝達され、当該連結目標のギヤピース（５５１または５５２）が逆回転方向に回転される。ここで逆回転方向とは、副変速機構５４への入力回転（前進駆動力）の方向と逆方向のこととされる。

　なお、目標レンジをローレンジ（Ｌ）とする場合、第２モータジェネレータＭＧ２によりトランスファインプットシャフト５１を逆回転方向に回転させると、副変速機構５４のサンギヤ５４２、ピニオンギヤ５４３、キャリア５４４を経て減速されてローギヤピース５５１に伝達されることになり、このローギヤピース５５１が逆回転方向に回転される。一方、目標レンジをハイレンジ（Ｈ）とする場合、第２モータジェネレータＭＧ２によりトランスファインプットシャフト５１を逆回転方向に回転させると、副変速機構５４のサンギヤ５４２を経て変速されずにハイギヤピース５５２に伝達されることになり、このハイギヤピース５５２が逆回転方向に回転される。

　このようにして連結目標のギヤピース（５５１または５５２）を逆回転させた後、前記Ｓ４に移行して目標レンジへの切り替えが完了したか否かを判定し、完了したことを確認すると第２モータジェネレータＭＧ２およびトランスファシフトアクチュエータ６０の作動を停止させる。

　ところで、上記レンジ切り替え制御において、前記タイマーがタイムアップする前に目標レンジとなる切り替えが完了した場合（ステップＳ３で否定判定、かつステップＳ４で肯定判定）には、レンジ切り替えが正常に完了できたことになるので、即座にレンジ切り替え制御を終了することができる。

　しかしながら、上記レンジ切り替え過程で、クラッチスリーブ５５３がスライド不可能になることによって、前記タイマーがタイムアップしてもレンジ切り替えが完了できない場合（ステップＳ３で肯定判定）には、レンジ切り替えが正常に完了できなくなっているので、前記ステップＳ５で連結目標のギヤピース５５１，５５２を逆回転させることにより、クラッチスリーブ５５３をスライド可能に復帰させるように対処している。

　そもそも、前記のようにクラッチスリーブ５５３がスライド不可能になる原因としては、例えば目標レンジをローレンジ（Ｌ）とする場合、図１３に示すように、クラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａのチャンファがローギヤピース５５１の内歯５５１ａのチャンファに当接することが挙げられ、また、目標レンジをハイレンジ（Ｈ）とする場合、図１６に示すように、クラッチスリーブ５５３の内歯５５３ｂのチャンファがハイギヤピース５５２の外歯５５２ａのチャンファに当接することが挙げられる。

　そこで、前記ステップＳ５においてローギヤピース５５１またはハイギヤピース５５２を逆回転させると、ローギヤピース５５１の内歯５５１ａまたはハイギヤピース５５２の外歯５５２ａが図１４または図１７の白抜き矢印で示すようにクラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａまたは内歯５５３ｂに対して円周方向に強制的にずらされることになる。これにより、クラッチスリーブ５５３がスライド可能になるので、クラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａまたは内歯５５３ｂが図１４または図１７に示すようにローギヤピース５５１の内歯５５１ａまたはハイギヤピース５５２の外歯５５２ａに噛み合うようになる。この噛み合わせができたことを前記ステップＳ４で確認できれば、このレンジ切り替え制御を終了できるようになる。

　以上説明したように、本発明を適用した実施形態では、トランスファ５の副変速機構５４をローレンジ（Ｌ）またはハイレンジ（Ｈ）に切り替える際に、クラッチスリーブ５５３がスライド不可能になったときに、クラッチスリーブ５５３を逆回転させるように対処する。

　ここで、クラッチスリーブ５５３がスライド不可能になった原因が、例えばクラッチスリーブ５５３の外歯５５３ａまたは内歯５５３ｂが、ローギヤピース５５１の内歯５５１ａまたはハイギヤピース５５２の外歯５５２ａに当接したことであるとすれば、前記クラッチスリーブ５５３の逆回転に伴い、前記連結目標のギヤピース５５１または５５２の歯先がクラッチスリーブ５５３の歯先から円周方向にずらされることになる。

　これにより、クラッチスリーブ５５３を可及的速やかにスライドさせることが可能になって、要求されたレンジを成立させることが可能になる。その結果、レンジ切り替え動作の信頼性を高めることが可能になる。

　ところで、クラッチスリーブ５５３がスライド不可能になる他の原因としては例えば駆動系または制御系の故障が挙げられるが、そのような場合には、４ＷＤコントロールコンピュータ３００などにより例えばレンジ切り替え不可能であるということを示す警告を運転席の表示装置などで行わせることが可能である。

　以上説明した実施形態の車両用駆動装置の構成要素と請求項１の構成要素との対応関係を説明する。トランスファ５の副変速機構５４が請求項１に記載の変速機構に相当し、レンジ切り替え機構５５が請求項１に記載のレンジ切り替え機構に相当し、第２モータジェネレータＭＧ２が請求項１に記載のモータジェネレータに相当し、４ＷＤコントロールコンピュータ３００およびパワーマネジメントコントロールコンピュータ２００が請求項１に記載の制御装置に相当する。但し、４ＷＤコントロールコンピュータ３００およびパワーマネジメントコントロールコンピュータ２００を単一のコンピュータとする場合にはこの単一のコンピュータが請求項１に記載の制御装置に相当するものになる。また、請求項１に記載の作動処理部は図１１に示すステップＳ１，Ｓ２に相当し、請求項１に記載の判定処理部は図１１に示すステップＳ３，Ｓ４に相当し、請求項１に記載の対処部は図１１に示すステップＳ５に相当する。

　なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

　（１）上記実施形態では、２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を備える車両用駆動装置を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、１つのモータジェネレータを備える車両用駆動装置にも適用可能であり、また、駆動源としてエンジン１を省略してモータジェネレータのみを備える車両用駆動装置にも適用することが可能である。

　（２）上記実施形態では、レンジ切り替え過程においてクラッチスリーブ５５３がスライド不可能になったときの対処時に第２モータジェネレータＭＧ２で切り替え目標となるギヤピース５５１または５５２を正回転および逆回転させるようにした場合を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、前記対処時に第１モータジェネレータＭＧ１で連結目標のギヤピース５５１または５５２を正回転および逆回転させるようにする形態も含む。

　（３）上記実施形態では、エンジン１とハイブリッドトランスミッション２とをダンパ１２を介して連結した構成の車両用駆動装置を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば図１８に示すような四輪駆動式の車両用駆動装置に適用することが可能である。

　この車両用駆動装置は、エンジン６００のクランクシャフト６０１にクラッチ６１０を介してモータジェネレータ６２０を連結し、このモータジェネレータ６２０のロータにトルクコンバータ６４０付きの主変速機構６３０のインプットシャフト（ポンプインペラ軸）を連結し、この主変速機構６３０のアウトプットシャフトにトランスファ６５０を連結し、このトランスファ６５０からフロントプロペラシャフト６６１およびフロントデファレンシャル６６２を介して前輪６６３側に駆動力が伝達されるとともに、リアプロペラシャフト６７１およびリアデファレンシャル６７２を介して後輪６７３側に駆動力を伝達するように構成されている。トランスファ６５０は、図示していないが、上記実施形態で説明した副変速機構５４およびレンジ切り替え機構５５などを備える構成になっている。この副変速機構５４のインプットシャフトに主変速機構６３０のアウトプットシャフトが連結される。

　このような車両用駆動装置に本発明を適用する場合のレンジ切り替え制御について説明する。

　つまり、車両停車時に、エンジン６００を作動、クラッチ６１０を接続、主変速機構６３０を走行レンジにすれば、トルクコンバータ６４０により僅かな引き摺りトルクが発生する。この引き摺りトルクを主変速機構６３０から車両前進駆動力（正回転動力）としてトランスファ６５０の副変速機構（５４）のローギヤピース（５４１）またはハイギヤピース（５４２）に伝達させるようにする。

　そのため、この実施形態に示す車両用駆動装置の場合には、図１１に示すフローチャートのステップＳ２のように第２モータジェネレータＭＧ２を作動させることにより連結目標のローギヤピース（５５１）またはハイギヤピース（５５２）に正回転動力を入力するという処理を行う必要が無くなる。その代わりに、エンジン６００を作動、クラッチ６１０を接続、主変速機構６３０を走行レンジにする処理を行う必要がある。

　そして、図１１に示すフローチャートのステップＳ５において連結目標のギヤピース５５１または５５２を回転させるための作動源としてモータジェネレータ６２０を用いるようにする。しかも、その場合には、前記引き摺りトルクと逆向きでかつ引き摺りトルクに打ち勝つような回転動力をモータジェネレータ６２０で発生させてトランスファ６５０の副変速機構（５４）において連結目標のギヤピース（５５１または５５２）に入力させるようにする。

　このような実施形態の場合も、上記実施形態と同様の作用、効果を得ることが可能になる。

　（４）上記実施形態では、エンジン１とハイブリッドトランスミッション２とをダンパ１２を介して連結した構成の車両用駆動装置を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば図１９に示すような四輪駆動式の車両用駆動装置に適用することが可能である。

　この車両用駆動装置は、エンジン６００のクランクシャフト６０１にクラッチ６１０を介してモータジェネレータ６２０を連結し、このモータジェネレータ６２０のロータに主変速機構６３０の入力軸を連結し、この主変速機構６３０の出力軸にトランスファ６５０を連結し、このトランスファ６５０からフロントプロペラシャフト６６１およびフロントデファレンシャル６６２を介して前輪６６３側に駆動力が伝達されるとともに、リアプロペラシャフト６７１およびリアデファレンシャル６７２を介して後輪６７３側に駆動力を伝達するように構成されている。トランスファ６５０は、図示していないが、上記実施形態で説明した副変速機構５４およびレンジ切り替え機構５５などを備える構成になっている。

　つまり、車両停車時にトランスファ６５０の副変速機構のレンジ切り替えを行う際、エンジン６００の作動、停止に関係なくクラッチ６１０を切断状態にすれば、上記実施形態で説明した図１１の各処理と同様の処理を実行することができる。この実施形態に示す車両用駆動装置の場合には、図１１のステップＳ２，Ｓ５において連結目標のギヤピース５５１または５５２を回転させるための作動源としてモータジェネレータ６２０を用いるようにする。

　本発明は、ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立する変速機構と、変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置に好適に利用することができる。

　　　　１　　　エンジン
　　　　２　　　ハイブリッドトランスミッション
　　　　３　　　動力分割機構
　　　　４　　　主変速機構
　　　　５　　　トランスファ
　　　５１　　　トランスファインプットシャフト
　　　５２　　　リアアウトプットシャフト
　　　５３　　　フロントアウトプットシャフト
　　　５４　　　副変速機構
　　　５５　　　レンジ切り替え機構
　　５５１　　　ローギヤピース
　　５５１ａ　　ローギヤピースの内歯
　　５５２　　　ハイギヤピース
　　５５２ａ　　ハイギヤピースの外歯
　　５５３　　　クラッチスリーブ
　　５５３ａ　　クラッチスリーブの外歯
　　５５３ｂ　　クラッチスリーブの内歯
　　５５４　　　シフトフォーク
　　５５８　　　ハブスリーブ
　　　５６　　　モード切り替え機構
　　　６０　　　トランスファシフトアクチュエータ
　　　６１　　　シフトフォークシャフト
　　　６２　　　シフトモータ
　　　６３　　　動力伝達機構
　　　６４　　　リミットスイッチ
　　１００　　　エンジンコントロールコンピュータ
　　２００　　　ハイブリッドコントロールコンピュータ
　　３００　　　４ＷＤコントロールコンピュータ

Claims

　ローレンジおよびハイレンジの一方を選択的に成立する変速機構と、変速機構のレンジ切り替えを行うレンジ切り替え機構と、前記変速機構に駆動力を入力するモータジェネレータと、前記レンジ切り替えを制御する制御装置とを備える車両用駆動装置であって、
　前記レンジ切り替え機構は、軸方向に離れて配置されるローギヤピースおよびハイギヤピースと、２つのギヤピースのいずれかに噛み合わされるように軸方向にスライド可能に配置されるクラッチスリーブと、このクラッチスリーブを軸方向いずれか一方にスライドさせて前記いずれかのギヤピースに連結させるシフトアクチュエータとを備え、かつ前記クラッチスリーブを前記ローギヤピースに連結させたときにローレンジ用動力伝達経路が成立する一方、前記クラッチスリーブを前記ハイギヤピースに連結させたときにハイレンジ用動力伝達経路が成立する構成とされ、
　前記制御装置は、レンジ切り替え要求に応答して前記連結目標のギヤピースを変速機構に対する入力回転の方向と同方向に回転させるとともに、前記クラッチスリーブをスライドさせる作動処理部と、
　前記クラッチスリーブのスライド過程において当該クラッチスリーブがスライド不可能になったか否かを判定する判定処理部と、
　前記判定処理部でスライド不可能と判定したときに前記連結目標のギヤピースを前記モータジェネレータにより前記変速機構に対する入力回転の方向と逆方向に回転させる対処部とを含む、ことを特徴とする車両用駆動装置。
　請求項１に記載の車両用駆動装置において、
　前記作動処理部は、レンジ切り替え要求に応答して前記モータジェネレータにより前記連結目標のギヤピースを変速機構に対する入力回転の方向と同方向に回転させてから、前記シフトアクチュエータにより前記クラッチスリーブをスライドさせる、ことを特徴とする車両用駆動装置。
　請求項２に記載の車両用駆動装置は、前記モータジェネレータと前記変速機構のインプットシャフトとの間に第２モータジェネレータと主変速機構とが設けられ、さらに前記第２モータジェネレータと前記モータジェネレータとの間に動力分割機構を介してエンジンが設けられる構成とされている、ことを特徴とする車両用駆動装置。
　請求項１に記載の車両用駆動装置は、前記モータジェネレータと前記変速機構のインプットシャフトとの間に第２モータジェネレータと主変速機構とが設けられ、さらに前記第２モータジェネレータと前記モータジェネレータとの間に動力分割機構を介してエンジンが設けられる構成とされている、ことを特徴とする車両用駆動装置。
　請求項１に記載の車両用駆動装置は、前記変速機構のインプットシャフトと前記モータジェネレータのアウトプットシャフトとの間にトルクコンバータ付き主変速機構が設けられ、さらに前記モータジェネレータの上流側にクラッチを介してエンジンが設けられる構成とされている、ことを特徴とする車両用駆動装置。
　請求項５に記載の車両用駆動装置において、
　前記作動処理部は、前記レンジ切り替え要求に応答して前記トルクコンバータによる引き摺りトルクにより前記連結目標のギヤピースを前記変速機構に対する入力回転の方向と同方向に回転させてから、前記シフトアクチュエータにより前記クラッチスリーブをスライドさせる、ことを特徴とする車両用駆動装置。
　請求項１から６のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
　前記シフトアクチュエータは、前記クラッチスリーブをスライドさせるためのシフトフォークシャフトと、回転動力を発生するシフトモータと、このシフトモータで発生する回転動力でもって前記シフトフォークシャフトをその軸方向に変位させる動力伝達機構と、前記シフトモータの出力軸の回転角が前記クラッチスリーブを前記ローギヤピースに連結完了させる角度に到達したときにローレンジ成立情報を出力するローレンジ検知要素と、前記シフトモータの出力軸の回転角が前記クラッチスリーブを前記ハイギヤピースに連結完了させる角度に到達したときにハイレンジ成立情報を出力するハイレンジ検知要素とを備え、
　前記判定処理部は、レンジ切り替え要求を受けてから所定時間が経過するまでに前記各検知要素からの出力情報に基づいて目標レンジが成立したか否かを判定し、否定判定したときに前記クラッチスリーブがスライド不可能になったと判定する、ことを特徴とする車両用駆動装置。
　請求項１から６のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
　前記変速機構は、入力回転を受けるサンギヤと、非回転に配置されるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとの間にそれぞれ噛み合うように介装される複数個のピニオンギヤと、各ピニオンギヤを回転自在に支持するとともに前記各ピニオンギヤの公転動作に同期して回転するように配置されるキャリアとを備えるプラネタリギヤとされ、
　かつ、前記キャリアは前記ローギヤピースと一体回転可能とされ、前記サンギヤは前記ハイギヤピースと一体回転可能とされる、ことを特徴とする車両用駆動装置。
　請求項１から６のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
　前記ローギヤピースは内歯歯車とされ、前記ハイギヤピースは外歯歯車とされて前記ローギヤピースの内径側に非接触に配置され、前記クラッチスリーブには前記ローギヤピースの内歯に噛合可能な外歯と前記ハイギヤピースの外歯に噛合可能な内歯とが設けられている、ことを特徴とする車両用駆動装置。